Ổ đĩa servo là gì và nó hoạt động như thế nào

Mục đích và thiết bị

Các ổ đĩa servo được sử dụng rộng rãi trong robot, kỹ thuật cơ khí, ô tô, tự động hóa quá trình trong sản xuất. Với sự giúp đỡ của nó, các bộ điều khiển được vận hành, mở (đầy đủ hoặc không đầy đủ) hoặc đóng (che) cửa chớp được thực hiện, trong chế tạo công cụ máy để cung cấp cho dụng cụ cắt và các bộ truyền động khác.

Nó là một thiết bị bao gồm một động cơ điện, hộp số, cảm biến vị trí (bộ mã hóa) hoặc điện trở và bộ điều khiển (thiết bị điều khiển).

Nói một cách đơn giản, đó là một ổ điện cơ, thông qua phản hồi bên trong, đặt vị trí chính xác của trục cơ chế tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển bên ngoài.

Hình hiển thị một phần của thiết bị:

Ổ đĩa servo có sẵn trong các khả năng và mục đích khác nhau: công suất thấp từ 0,05 kW, được sử dụng trong ô tô và robot, ví dụ, sg90 và công suất đáng kể là 15 kW. Loại thứ hai được gắn trong các bộ điều khiển công nghiệp, máy CNC, để điều khiển van trong ngành dầu khí, v.v.

Một động cơ điện không phải lúc nào cũng được gắn như một động cơ trên một ổ đĩa servo. Là một ổ đĩa, một xi lanh với một thanh, được điều khiển bởi khí nén hoặc chất lỏng, có thể được sử dụng.

Các loại Servo

Ổ đĩa servo được chia thành cơ điện. Trong đó, cơ chế bao gồm một động cơ điện và hộp số. Chúng khác nhau ở tốc độ tương đối thấp.

Phân biệt bởi loại động cơ được sử dụng:

• đồng bộ, có độ chính xác cao của trục quay đầu ra, nhanh chóng lấy đà;
• không đồng bộ, đặc trưng bởi trục quay ổn định;
• với một động cơ thu của dòng điện trực tiếp hoặc xoay chiều (phổ quát).

Ổ đĩa servo, trong đó cơ cấu lái là một piston có xi lanh, có tốc độ cao. Nó được sử dụng trong xe hơi để thay đổi bánh răng trong hộp số tự động. Được gắn trong robot di chuyển tải trọng hơn một trăm kg. Trong các nhà máy công nghiệp, để chuyển đổi cửa chớp trong máy đóng gói, trong đó khí nén được sử dụng làm chất mang năng lượng.

Các đặc điểm chính của ổ servo:

• Tham số chính là mô-men xoắn hoặc lực trên trục. Trong dữ liệu hộ chiếu, hai đại lượng được chỉ định, liên quan đến điện áp cung cấp khác nhau.
• Tốc độ, cho thấy trục đầu ra sẽ quay trong 60 phút⁰. Giá trị cho các điện áp khác nhau được chỉ định.
• Tín hiệu điều khiển nào được sử dụng, analog hoặc kỹ thuật số.
• Điện áp cung cấp. Hầu hết các ổ đĩa nhỏ được cung cấp từ 4,8 đến 7,2 volt. Nó được sử dụng, ví dụ, trong các mô hình điều khiển vô tuyến. Nó được hoàn thành với ba dây và có sơ đồ chân tiêu chuẩn. Tín hiệu điều khiển được gửi đến màu trắng, nâu hoặc vàng, điện áp màu đỏ được cung cấp và màu đen là một dây phổ biến.
• Góc quay, thường là 180⁰ hoặc 360⁰. Ổ đĩa nâng cấp với vòng quay liên tục của trục có sẵn;
• Vật liệu sản xuất bánh răng. Chúng được làm bằng đồng, sợi carbon, nhựa hoặc có thể kết hợp.

Trong một ổ đĩa điện cơ, động cơ điện có lõi được sử dụng, trong quá trình hoạt động của rung động xảy ra khi con lắc quay. Điều này làm giảm độ chính xác của vòng quay của trục đầu ra. Động cơ có động năng tối thiểu của rôto bị tước đi nhược điểm này. Các ổ đĩa như vậy là cần thiết cho máy CNC để thiết lập chính xác bộ truyền động. Tuy nhiên, chúng đắt hơn động cơ lõi.

Hộp số phổ biến nhất là một bánh răng, được thiết kế để giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn trên trục đầu ra. Ít được sử dụng là một ổ đĩa có bánh răng sâu, có tỷ số truyền lớn, nhưng đắt hơn và khó sản xuất hơn.

Lĩnh vực ứng dụng

Ổ đĩa servo được sử dụng rộng rãi trong chế tạo robot và thao tác. Khi tạo các cơ chế nhỏ, ổ đĩa servo mg995 và các loại tương tự được sử dụng.

Để kiểm soát các ổ đĩa hiện đại trong các sản phẩm nghiệp dư, đại diện của gia đình Arduino thường được sử dụng. Nó đại diện cho một bộ các thiết bị điện tử được thiết kế để điều khiển robot và các thiết bị tự động hóa nơi sử dụng ổ servo. Tín hiệu điều khiển có thể là tương tự hoặc kỹ thuật số.

Sơ đồ kết nối của ổ đĩa với thiết bị điều khiển được hiển thị trong hình. Thiết bị có thể điều khiển nhiều ổ đĩa.

Đối với hệ thống sưởi dưới sàn sử dụng tự động hóa duy trì nhiệt độ nhất định. Và dòng chảy của chất làm mát, là nước nóng từ nồi hơi, được điều khiển bởi một ổ đĩa servo.

Nó được kết nối với một thiết bị điều khiển theo dõi nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt độ và ra lệnh cho ổ đĩa servo nhiệt điện RBM 24V. Một ổ đĩa servo AC230V với bộ điều chỉnh cũng có thể được sử dụng.

Kiểm soát nhiệt độ trong sưởi ấm được thực hiện tự động, trong đó sử dụng loại ổ đĩa servo ICMA NC230V hoặc NC24V. Thiết bị có sẵn cho các điện áp cung cấp khác nhau.

Các servo thống nhất được sử dụng trong xe có kích thước nhỏ. Được thiết kế để làm việc với điện áp trên tàu 12 volt. Nó được tích hợp với khóa trung tâm và được lắp đặt trên tất cả các cửa của xe, bao gồm cửa thứ năm (cửa cốp).

Cơ chế cũng kiểm soát dòng chất lỏng nóng vào bếp. Nó hoạt động cùng với một cảm biến nhiệt điện, tín hiệu từ đó được đưa đến thiết bị điều khiển. Sau khi phân tích, cảm biến sẽ gửi lệnh đến ổ đĩa servo, làm tăng hoặc giảm lưu lượng chất lỏng.

Ví dụ, đối với ô tô VAZ, một ổ điện có hộp số SL-5 được sử dụng.

Đây không phải là một danh sách đầy đủ về việc sử dụng các thiết bị như vậy.

Ưu điểm và nhược điểm

Ổ đĩa servo có lợi thế hơn các thiết bị tương tự, chẳng hạn như động cơ bước. Do phản hồi, cơ chế có thể điều chỉnh vị trí của trục, bất kể tải trọng trên trục, cho phép bạn đặt cơ chế làm việc với độ chính xác cao.

Những ưu điểm chính là:

• độ chính xác định vị cao;
• với sự trợ giúp của hộp số, tốc độ giảm và khoảnh khắc tăng lên;
• vị trí của cơ thể làm việc có thể được điều chỉnh dễ dàng bằng cách thay đổi chương trình điều khiển;
• khả năng đạt được khả năng tăng tốc lớn hơn trong quá trình vận hành, điều này làm cho servo phù hợp hơn để sử dụng trong các thiết bị tốc độ cao, so với động cơ bước;
• khoảnh khắc thống nhất trong gần như toàn bộ phạm vi tốc độ;
• chịu đựng quá tải.

Những nhược điểm bao gồm:

• sự hiện diện của hộp số (đặc biệt quan trọng nếu nó có bánh răng nhựa hoặc kim loại mềm);
• hao mòn các rãnh điện trở (nếu sử dụng chiết áp để phản hồi trong quá trình định vị);
• thiết lập chương trình điều khiển phức tạp để có được kết quả chính xác cao;
• chi phí thiết bị cao (ví dụ so với động cơ bước chẳng hạn);
• độ chính xác thường ít hơn so với động cơ bước.

Nhưng hãy nhớ rằng tất cả các ưu điểm và nhược điểm đều được tính trung bình, chúng có thể giống như các động cơ bước, trong một ứng dụng nhất định sẽ hiển thị tốt hơn so với ổ servo và ngược lại.

Kết luận

Sự kiểm soát tự động của các hệ thống trong nước và công nghiệp bắt nguồn từ cuộc sống của chúng ta. Gần đây, một ổ đĩa dưới sự kiểm soát của các khối lập trình cho các mục đích khác nhau như arduino đã được sử dụng rộng rãi.

Điều này cho phép tạo ra các thiết bị điều khiển vô tuyến, robot và đồ chơi trẻ em mới về cơ bản. Trong công nghiệp, ổ đĩa servo được sử dụng trong các máy công cụ, trên máy xúc, trên xe máy, v.v. Ngày nay, không thể tưởng tượng cuộc sống của chúng ta mà không có servo.

Video cho thấy hoạt động của các động cơ tương tự sg90 trong mô hình robot nhện:

Bây giờ bạn đã biết servo là gì, nó được thiết kế như thế nào và nó dùng để làm gì. Chúng tôi hy vọng rằng thông tin được cung cấp đã giúp bạn nắm vững chủ đề này và hiểu những điểm chính. Nếu bạn có câu hỏi, hãy hỏi họ trong các ý kiến ​​dưới bài viết!

Tài liệu liên quan:

• Rôto và stato trong động cơ là gì
• Làm thế nào để một đồng hồ điện làm việc?
• Cách làm cổng tự động tự làm