A szervomotor működési elve
A szervorendszer egy olyan automatikus vezérlőrendszer, amely az objektum pozícióját, tájolását, állapotát és egyéb kimeneti vezérlésű változóit követi a bemeneti cél (vagy adott érték) tetszőleges változásait. A szervót főleg impulzusokkal pozícionálják. Alapvetően érthető, hogy amikor a szervomotor egy impulzust kap, akkor az egy impulzus megfelelő szögét elforgatja, hogy megvalósítsa az elmozdulást. Mivel maga a szervomotor impulzusküldő funkcióval rendelkezik, így minden alkalommal, amikor a szervomotor egy szöget elfordul, megfelelő számú impulzust küld, amely megfelel a szervomotor által kapott impulzusnak, vagy ezt zárt huroknak nevezik, a rendszer tudni, hogy hány impulzust küldenek a szervomotornak, és hány impulzust fogadnak egyszerre. Ily módon a motor forgása pontosan szabályozható, így pontos pozicionálás érhető el, amely elérheti a 0,001 mm-t.
A szervomotorok osztályozása
A szervomotorok AC és DC szervomotorokra oszthatók.
Az AC szervomotor alapvető felépítése hasonló az AC indukciós motoréhoz (aszinkron motor). Az állórészen két 90 fokos elektromos szögű fázistéreltolódású Wf gerjesztő tekercs és WcoWf vezérlő tekercs található, amelyek állandó váltakozó feszültségre vannak kötve. A motor működésének szabályozásának célja a Wc-re alkalmazott váltakozó feszültség vagy fázisváltás használata.
Az AC szervomotor jellemzői a stabil működés, a jó irányíthatóság, a gyors reagálás, a nagy érzékenység és a mechanikai jellemzők és a szabályozási jellemzők szigorú nemlinearitási indexe (kevesebb mint 10% ~ 15% és kevesebb, mint 15% ~ 25%).
Az egyenáramú szervomotor előnyei és hátrányai
Előnyök: pontos fordulatszám szabályozás, kemény nyomaték-sebesség jellemzők, egyszerű szabályozási elv, kényelmes használat és olcsó ár.
Hátrányok: kefe kommutáció, sebességkorlátozás, további ellenállás és kopórészecskék képződése (nem alkalmas pormentes és robbanásveszélyes környezetben).
Az AC szervomotor előnyei és hátrányai
Előnyök: jó fordulatszám szabályozási jellemzők, zökkenőmentes szabályozás érhető el az egész sebességzónában, szinte vibrációmentes, több mint 90 százalékos hatásfok, kevesebb hő, nagy sebességű szabályozás, nagy pontosságú pozíciószabályozás (a jeladó pontosságától függően), állandó nyomaték, alacsony tehetetlenség, alacsony zajszint, nincs kefe kopás, karbantartásmentes (pormentes és robbanásveszélyes környezetben) érhető el a névleges működési zónában.
Hátrányok: a szabályozás összetett, a meghajtó paramétereit a PID paraméterek helyben történő beállításával kell meghatározni, ami több vezetékezést igényel.
A szervomotor három vezérlési módja
Nyomatékszabályozás: a nyomatékszabályozási mód a motortengely kimeneti nyomatékának külső beállítása a külső bai analóg mennyiség bemenetén vagy a közvetlen cím hozzárendelésén keresztül.
2. Pozícióvezérlés: A pozíciószabályozási mód általában a külső bemeneti impulzus frekvenciájával határozza meg a forgási sebességet, az impulzusok számával pedig a forgásszöget. Néhány szervo közvetlenül hozzárendelheti a sebességet és az elmozdulást kommunikáción keresztül.
Sebesség üzemmód: a forgási sebesség az analóg mennyiség bemenetével vagy az impulzus frekvenciájával szabályozható. A fordulatszám mód akkor is pozícionálható, ha a felső vezérlőkészülék külső hurok PID vezérlése van, de a motor helyzetjelét vagy a közvetlen terhelés helyzetjelét a felső visszacsatoláshoz kell küldeni számításhoz. A pozíció üzemmód támogatja a helyzetjel érzékelését a közvetlen terhelés külső gyűrűje által. Ekkor a motortengely végén lévő jeladó csak a motor fordulatszámát érzékeli, a helyzetjelet pedig a közvetlen végső terhelési oldalon lévő érzékelő készülék biztosítja. Ez az előny abban rejlik, hogy csökkentheti a közbenső átviteli folyamat hibáját, és növelheti az egész rendszer helymeghatározási pontosságát.