Apa itu servo drive dan bagaimana ia berfungsi

Tujuan dan peranti

Drive servo banyak digunakan dalam robotik, kejuruteraan mekanikal, automotif, automasi proses dalam pengeluaran. Dengan bantuannya, manipulator dikendalikan, pembukaan (penuh atau tidak lengkap) atau penutup (penutup) penutup dilakukan, dalam pembinaan alat mesin untuk memberi makan alat pemotong dan penggerak lain.

Ia adalah peranti yang terdiri daripada motor elektrik, kotak gear, sensor kedudukan (pengekod) atau perintang dan pengawal (alat kawalan).

Dengan kata mudah, ini adalah pemacu elektromekanik yang, melalui maklum balas dalaman, menetapkan kedudukan tepat poros mekanisme bergantung pada isyarat kawalan luaran.

Gambar menunjukkan bahagian peranti:

Pemacu servo tersedia dalam pelbagai kapasiti dan tujuan: kuasa rendah dari 0,05 kW, digunakan dalam automotif dan robotik, misalnya, sg90 dan kuasa penting 15 kW. Yang terakhir dipasang di manipulator industri, mesin CNC, untuk mengawal injap dalam industri minyak dan gas, dll.

Motor elektrik tidak selalu dipasang sebagai motor pada servo drive. Sebagai pemacu, silinder dengan batang, didorong oleh udara termampat atau cecair, dapat digunakan.

Jenis-Jenis Servo

Pemacu servo dibahagikan kepada elektromekanikal. Di dalamnya, mekanisme terdiri daripada motor elektrik dan kotak gear. Mereka berbeza dengan kelajuan yang agak rendah.

Dibezakan dengan jenis enjin yang digunakan:

• segerak, mempunyai ketepatan tinggi putaran poros keluaran, dengan cepat mendapat momentum;
• tidak segerak, dicirikan oleh putaran aci yang stabil;
• dengan motor pengumpul arus searah atau bergantian (sejagat).

Servo drive, di mana mekanisme pemanduan adalah piston dengan silinder, mempunyai kelajuan tinggi. Ia digunakan di dalam kereta untuk menukar gear dalam transmisi automatik. Dipasang dalam robot yang menggerakkan muatan lebih dari seratus kilogram. Di kilang industri, untuk menukar penutup pada mesin pembungkusan, di mana udara termampat digunakan sebagai pembawa tenaga.

Ciri utama pemacu servo:

• Parameter utama adalah daya kilas atau daya pada poros. Dalam data pasport, dua kuantiti ditunjukkan, berkaitan dengan voltan bekalan yang berbeza.
• Kelajuan, menunjukkan berapa lama poros keluaran akan berputar sebanyak 60⁰. Nilai untuk voltan yang berbeza ditunjukkan.
• Isyarat kawalan mana yang digunakan, analog atau digital.
• Voltan bekalan. Sebilangan besar pemacu kecil dikuasakan dari 4,8 hingga 7,2 volt. Ia digunakan, misalnya, dalam model yang dikendalikan radio. Ia dilengkapi dengan tiga wayar dan mempunyai pinout standard. Isyarat kawalan dihantar ke putih, coklat atau kuning, voltan merah dibekalkan, dan hitam adalah wayar biasa.
• Sudut putaran kerja, biasanya 180⁰ atau 360⁰. Pemacu yang ditingkatkan dengan putaran aci berterusan tersedia;
• Bahan pembuatan gear gear. Mereka terbuat dari tembaga, serat karbon, plastik atau boleh digabungkan.

Dalam pemacu servo elektromekanik, motor elektrik dengan inti digunakan, semasa operasi getaran berlaku ketika bandul berputar. Ini mengurangkan ketepatan putaran poros keluaran. Motor dengan tenaga kinetik minimum rotor kekurangan kekurangan ini. Pemacu sedemikian diperlukan agar mesin CNC dapat menetapkan penggerak dengan tepat. Walau bagaimanapun, ia lebih mahal daripada enjin teras.

Kotak gear yang paling biasa adalah gear, yang dirancang untuk menurunkan kelajuan dan meningkatkan tork pada poros keluaran. Yang kurang biasa digunakan ialah pemacu dengan gear worm, yang mempunyai nisbah gear yang besar, tetapi lebih mahal dan lebih sukar untuk dihasilkan.

Bidang permohonan

Pemacu servo banyak digunakan dalam robotik dan manipulator. Semasa membuat mekanisme kecil, pemacu servo mg995 dan sejenisnya digunakan.

Untuk mengawal pemacu moden dalam produk amatur, wakil keluarga Arduino sering digunakan. Ini mewakili sekumpulan peranti elektronik yang dirancang untuk mengendalikan robot dan peranti automasi di mana servo drive digunakan. Isyarat kawalan mungkin analog atau digital.

Gambarajah sambungan pemacu ke peranti kawalan ditunjukkan dalam gambar. Peranti boleh mengawal beberapa pemacu.

Untuk pemanasan bawah lantai gunakan automasi yang mengekalkan suhu tertentu. Dan aliran penyejuk, yang merupakan air panas dari dandang, dikawal oleh servo drive.

Ia disambungkan ke alat kawalan yang memantau suhu menggunakan sensor suhu, dan mengeluarkan perintah ke pemacu servo elektrotermal RBM 24V. Pemacu servo AC230V dengan pengatur juga dapat digunakan.

Pengendalian suhu dalam pemanasan dilakukan secara automatik, yang digunakan jenis servo drive ICMA NC230V atau NC24V. Peranti tersedia untuk pelbagai voltan bekalan.

Servo bersatu yang digunakan di dalam kereta mempunyai dimensi kecil. Direka untuk berfungsi dengan voltan on-board 12 volt. Ia disatukan dengan kunci pusat dan dipasang di semua pintu kereta, termasuk pintu kelima (trunk door).

Mekanisme ini juga mengawal aliran cecair panas ke dapur. Ia berfungsi bersama dengan sensor termoelektrik, isyarat dari mana ia disalurkan ke alat kawalan. Setelah dianalisis, sensor menghantar perintah ke servo drive, yang meningkatkan atau menurunkan aliran bendalir.

Sebagai contoh, untuk kereta VAZ, pemacu elektrik dengan kotak gear SL-5 digunakan.

Ini bukan senarai lengkap penggunaan peranti tersebut.

Kelebihan dan kekurangan

Drive servo mempunyai kelebihan berbanding peranti serupa, seperti motor stepper. Oleh kerana maklum balas, mekanisme dapat memperbaiki kedudukan poros, tanpa mengira beban gandar, yang memungkinkan anda mengatur mekanisme kerja dengan ketepatan yang tinggi.

Kelebihan utama adalah:

• ketepatan kedudukan tinggi;
• dengan bantuan kotak gear, kelajuan dikurangkan dan momen bertambah;
• kedudukan badan kerja dapat disesuaikan dengan mudah dengan membuat perubahan pada program kawalan;
• keupayaan untuk mencapai pecutan yang lebih besar semasa operasi, yang menjadikan servo lebih sesuai digunakan pada peranti berkelajuan tinggi, dibandingkan dengan motor stepper;
• momen seragam di hampir keseluruhan julat kelajuan;
• bertoleransi dengan berlebihan.

Kelemahannya termasuk:

• kehadiran kotak gear (terutamanya kritikal jika mempunyai gear plastik atau logam lembut);
• memakai trek resistif (jika potensiometer digunakan untuk maklum balas semasa meletakkan kedudukan);
• penyediaan program kawalan yang kompleks untuk mendapatkan hasil ketepatan tinggi;
• kos peralatan yang tinggi (berbanding dengan motor stepper, misalnya);
• ketepatan selalunya kurang daripada motor stepper.

Tetapi perlu diingat bahawa semua kelebihan dan kekurangan rata-rata, mereka dapat seperti motor stepper, yang dalam aplikasi tertentu akan menunjukkan diri mereka lebih baik daripada servo drive, dan sebaliknya.

Kesimpulannya

Pengawalan automatik sistem domestik dan perindustrian sudah kukuh dalam kehidupan kita. Baru-baru ini, pemacu di bawah kawalan blok yang dapat diprogram untuk pelbagai tujuan seperti arduino telah digunakan secara meluas.

Ini memungkinkan untuk membuat alat, robot, dan mainan kanak-kanak yang dikendalikan oleh radio terbang amatur yang baru. Dalam industri, servo drive digunakan dalam alat mesin, pada penggali, pada ATV, dll. Hari ini mustahil untuk membayangkan hidup kita tanpa servo.

Video menunjukkan pengoperasian servo analog sg90 dalam model robot labah-labah:

Sekarang anda tahu apa itu servo, bagaimana ia direka dan untuk apa itu. Kami berharap maklumat yang diberikan dapat membantu anda menguasai topik ini dan memahami perkara utama. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, tanyakan pada komen di bawah artikel itu!

Bahan berkaitan:

• Apa itu pemutar dan pemegun dalam enjin
• Bagaimana meter elektrik berfungsi?
• Cara membuat gerbang automatik dilakukan sendiri