Servo kelimesi Yunanca köle kelimesinden gelir. "Servo motor", kontrol sinyalinin komutuna kesinlikle uyan bir motor olarak anlaşılabilir: kontrol sinyali gönderilmeden önce rotor durağandır; Kontrol sinyali gönderildiğinde, rotor hemen döner; Kontrol sinyali kaybolduğunda, rotor hemen durabilir.
Servo motor, işlevi elektrik sinyallerini dönen milin açısal yer değiştirmesine veya açısal hızına dönüştürmek olan, otomatik kontrol cihazında aktüatör olarak kullanılan bir mikro motordur. Yürütme motoru olarak da bilinen servo motor, otomatik kontrol sisteminde yürütme elemanı olarak alınan elektrik sinyalini motor mili üzerindeki açısal yer değiştirme veya açısal hız çıkışına dönüştürmek için kullanılır.
Servo motorların sınıflandırılması
Servo motor, AC servo ve DC servo olmak üzere iki kategoriye ayrılmıştır.
AC servo motorun temel yapısı, AC endüksiyon motorunun (asenkron motor)kine benzer. Stator üzerinde 90 derecelik faz uzayı yer değiştirmeli iki heyecan verici sargı Wf ve kontrol sargıları WcoWf sabit AC voltajıyla bağlanır. Motor çalışmasını kontrol etme amacı, Wc'ye uygulanan AC voltajının veya fazın değiştirilmesi kullanılarak elde edilir. Ac servo motor kararlı çalışma, iyi kontrol edilebilirlik, hızlı tepki, yüksek hassasiyet ve mekanik özelliklerin katı doğrusal olmama indeksi ve ayarlama özelliklerine sahiptir (sırasıyla yüzde 10'dan az ~ yüzde 15 ve yüzde 15'ten az ~ yüzde 25).
DC servo motorun avantajları ve dezavantajları
Avantajları: hassas hız kontrolü, tork hızı karakteristikleri çok zor, basit kontrol prensibi, kullanımı kolay, ucuz fiyat.
Dezavantajlar: fırçanın ters çevrilmesi, hız sınırı, ek direnç, aşınma partikülleri (tozsuz patlayıcı ortam için uygun değildir).
DC servo motorun temel yapısı, genel DC motorunkine benzer. Motor hızı n=E/K1j=(Ua-iara)/K1j, burada E armatür geri elektromotor kuvvetidir, K sabittir, j kutup başına manyetik akıdır, Ua ve Ia armatür voltajıdır ve armatür akımı, Ra armatür direncidir, Ua'yı değiştirin veya φ'yi değiştirin, DC servo motorun hızını kontrol edebilir, ancak genellikle armatür voltajını kontrol etme yöntemini kullanır. Kalıcı mıknatıslı DC servo motorda, alan sargısı kalıcı mıknatıs ile değiştirilir ve manyetik akı φ sabittir. Dc servo motor, iyi lineer düzenleme özelliklerine ve hızlı zaman yanıtına sahiptir.
AC servo motorun avantajları ve dezavantajları
Avantajları: İyi hız kontrol özellikleri, tüm hız bölgesinde düzgün kontrol elde edilebilir, neredeyse hiç salınım yok, yüzde 90'dan fazla yüksek verimlilik, daha az ısı, yüksek hız kontrolü, yüksek hassasiyetli konum kontrolü (enkoder doğruluğuna bağlı olarak), nominal çalışma alan, sabit tork elde edebilir, düşük atalet, düşük gürültü, fırça aşınması yok, bakım gerektirmez (tozsuz, patlayıcı ortam için uygundur).
Dezavantajlar: Kontrol daha karmaşıktır ve daha fazla kablolama gerektiren PID parametrelerini belirlemek için sürücü parametrelerinin sahada ayarlanması gerekir.
DC servo motorlar fırçasız ve fırçasız motorlar olarak ikiye ayrılır.
Fırça motoru, düşük maliyetli, basit yapı, büyük başlangıç torku, geniş hız ayar aralığı, kolay kontrol, bakım ihtiyacı, ancak uygun bakım (karbon fırça), elektromanyetik girişim, çevrenin kullanımı için gereklilikler, genellikle kullanılan avantajlara sahiptir. maliyete duyarlı ortak endüstriyel ve sivil durumlar için.
Fırçasız motor küçük hacimli, hafif, büyük çıkış tepkisi, yüksek hız, küçük atalet, tork kararlı dönüş pürüzsüz, karmaşık kontrol, akıllı, elektronik komütasyon modu esnek, kare dalga veya sinüs dalgası komütasyon, motor bakım gerektirmez, yüksek verimlilik ve enerji tasarrufu, elektromanyetik radyasyon, düşük sıcaklık artışı uzun ömür, her türlü ortam için uygundur.
Ac servo motor aynı zamanda fırçasız motordur, senkron ve asenkron motora ayrılır, senkron motor genellikle hareket kontrolünde kullanılır, güç aralığı büyüktür, güç çok büyük olabilir, büyük atalet, en yüksek hız düşüktür, hız Düşük hız ve düzgün çalışma için uygun güç artışı ile eşit olarak azalır
Servo motorun içindeki rotor sabit bir mıknatıstır ve sürücü, bir elektromanyetik alan oluşturmak için U/V/W üç fazlı elektriği kontrol eder. Rotor bu manyetik alanın etkisi altında döner. Aynı zamanda, motorun kodlayıcısı sürücüye geri bildirim sinyalleri gönderir ve rotorun dönüş Açısını ayarlamak için geri besleme değerini hedef değerle karşılaştırır.
Q
AC servo motor ile fırçasız DC servo motor arasındaki performans farkı nedir?
A
AC servo motor performansı daha iyidir, çünkü AC servo sinüzoidal kontroldür, tork dalgalanması küçüktür; Ve fırçasız DC servo, yamuk dalga kontrolüdür. Ancak fırçasız DC servo kontrolü daha basit ve daha ucuzdur.
Kalıcı mıknatıslı AC servo sürücü teknolojisinin hızlı gelişimi, DC servo sistemini ortadan kaldırma kriziyle karşı karşıya bırakıyor [/p][p= 30,2, left] 1980'lerden bu yana, entegre devrelerin, güç elektroniğinin geliştirilmesiyle teknolojisi ve AC değişken hızlı sürücü teknolojisi, sabit mıknatıslı AC servo sürücü teknolojisi olağanüstü bir gelişme göstermiştir. Ünlü elektrik üreticileri yeni AC servo motor ve servo sürücü serisi ürünlerini tanıttı. Ac servo sistemi, DC servo sistemini ortadan kaldırılma kriziyle karşı karşıya bırakan çağdaş yüksek performanslı servo sisteminin ana gelişme yönü haline geldi.
DC servo motorla karşılaştırıldığında, sabit mıknatıslı AC servo motor aşağıdaki avantajlara sahiptir:
(1) Fırça ve komütatör yok, daha güvenilir çalışma, bakım gerektirmiyor.
(2) Stator sargısının ısınması büyük ölçüde azalır.
(3) Atalet küçüktür ve sistem iyi hızlı yanıt verir.
(4) Yüksek hız ve büyük tork çalışma koşulu iyidir.
(5) Aynı güç altında küçük hacim ve hafiflik.
Servo motor prensibi
AC servo motorun stator yapısı temel olarak kondansatör ayrık fazlı asenkron motorunkine benzer. Stator, konum farkı 90 derece olan iki sargı ile donatılmıştır, biri her zaman Uf AC voltajına bağlı olan uyarma sargısı Rf'dir; Diğeri, Uc kontrol sinyali voltajına bağlı kontrol sargısı L'dir. Bu nedenle AC servo motora iki servo motor da denir.
AC servo motorun rotoru genellikle sincap kafesli tipten yapılır, ancak servo motorun geniş bir hız aralığına, doğrusal mekanik özelliklere, "dönme" fenomeni olmamasına ve sıradan motorla karşılaştırıldığında hızlı tepki performansına sahip olması için sahip olması gerekir. bu iki özelliğin büyük rotor direnci ve küçük atalet momenti. Şu anda yaygın olarak kullanılan iki tip rotor yapısı vardır: biri, yüksek dirençli iletken malzemeden yapılmış yüksek dirençli kılavuz çubuklu sincap kafesli rotordur. Rotorun atalet momentini azaltmak için rotor ince yapılmıştır; Diğeri alüminyum alaşımlı içi boş kap rotordan yapılmıştır, kap duvarı yalnızca 0.2-0.3 mm'dir, içi boş kap rotoru küçük bir atalet momentine, hızlı reaksiyona ve düzgün çalışmaya sahiptir, bu nedenle yaygın olarak kullanılır kullanılmış.
AC servo motorun kontrol voltajı olmadığında, statorda yalnızca uyarma sargısı tarafından üretilen titreşimli manyetik alan vardır ve rotor sabittir. Bir kontrol voltajı olduğunda, stator dönen bir manyetik alan üretecek, sabit yük durumunda, dönen manyetik alan dönüş yönü boyunca rotor, faz değiştiğinde kontrol voltajının boyutu ile motor hızı değişir. kontrol voltajının tersi ise, servo motor tersine dönecektir.
AC servo motorun çalışma prensibi, tek fazlı asenkron motor çalıştıran kondansatöre benzer olmasına rağmen, ilkinin rotor direnci ikincisinden çok daha büyüktür. Bu nedenle, asenkron motor çalıştıran kapasitör ile karşılaştırıldığında, servo motorun iki önemli özelliği vardır:
1. Büyük başlangıç torku: rotor direnci büyük olduğundan, tork özellikleri (mekanik özellikler) doğrusala daha yakındır ve büyük bir başlangıç torkuna sahiptir. Bu nedenle, stator bir kontrol voltajına sahip olduğunda, rotor hemen döner, yani hızlı başlama ve yüksek hassasiyet özelliklerine sahiptir.
2. Geniş çalışma aralığı: düzgün çalışma, düşük gürültü. [/p][p=30, 2, left]3, dönüş olgusu yok: servo motor çalışırken, kontrol gerilimi kaybolduğu sürece motor çalışmayı hemen durduracaktır.
Hassas tahrikli mikro özel motor
"Hassas sürücü mikro özel motor", sistemde sık sık değişen talimatları hızlı ve doğru bir şekilde yürütebilir, çoğu aşağıdaki gereksinimleri karşılayabilen talimatların beklenen çalışmasını tamamlamak için servo mekanizmasını çalıştırabilir:
1. Sık sık başlatabilir, durdurabilir, frenleyebilir, geri ve düşük hızda çalışabilir ve yüksek mekanik dayanım, yüksek ısı direnci derecesi, yüksek yalıtım derecesi.
2. İyi hızlı tepki yeteneği, büyük tork, küçük atalet momenti, küçük zaman sabiti.
3. Sürücü ve kontrolör (servo motor, step motor gibi) ile iyi kontrol performansı.
4. Yüksek güvenilirlik ve hassasiyet.
Hassas tahrikli mikro motor kategorileri, yapıları ve performansları aşağıdaki şekilde karşılaştırılmıştır:
ac servo motor
(1) Kafes tipi iki fazlı AC servo motor (ince kafes rotor, yaklaşık doğrusal mekanik özellikler, küçük hacim ve uyarma akımı, düşük güç servosu, düşük hızlı çalışma düzgün değildir).
(2) Manyetik olmayan çanak rotorlu iki fazlı AC servo motor (içi boş çanak rotor, yaklaşık doğrusal mekanik özellikler, büyük hacim ve uyarma akımı, düşük güçlü servo, düşük hızda düzgün çalışma).
(3) Ferromanyetik çanak rotorlu iki fazlı AC servo motor (yaklaşık doğrusal mekanik özelliklere, büyük rotor atalet momentine, küçük diş oluğu etkisine ve kararlı çalışmaya sahip ferromanyetik çanak rotor).
(4) senkron sabit mıknatıslı AC servo motor (sabit mıknatıslı senkron motor, hız ölçüm makinesi ve konum algılama elemanı koaksiyel üniteden oluşur, stator 3 faz veya 2 fazdır, manyetik malzeme rotoru, bir sürücü ile donatılmalıdır; Geniş hız aralığı, sabit tork bölgesi ve sabit güç bölgesi ile mekanik özellikler, sürekli tıkama, hızlı karşılık gelen performans iyidir, büyük çıkış gücü, küçük tork dalgalanması; Elektromekanik entegrasyon ürünleri için kare dalga sürücü ve sinüs dalga sürücü iki yönlü, iyi kontrol performansı).
(5) asenkron üç fazlı AC servo motor (rotor ve kafes asenkron motor benzer, bir sürücü, vektör kontrolü ile donatılmalı, sabit güç hız kontrol aralığını genişletmelidir, çoğunlukla takım tezgahı iş mili hız kontrol sistemi için kullanılır).
servo motor
(1) Baskılı sargı DC servo motor (disk biçimli rotor, disk biçimli stator eksenel bağlı silindirik manyetik çelik, küçük rotor atalet momenti, yuva etkisi yok, doyum etkisi yok, büyük çıkış torku).
(2) tel sargılı DC servo motor (disk şeklindeki rotor ve stator, silindirik manyetik çelikle eksenel olarak bağlanmıştır, rotor atalet momenti küçüktür, kontrol performansı diğer DC servo motorlardan daha iyidir, yüksek verimlilik, büyük çıkış torku).
(3) çanak tipi armatür sabit mıknatıslı DC motor (içi boş çanak rotor, küçük rotor ataleti, artımlı hareket servo sistemi için uygundur).
(4) fırçasız DC servo motor (stator çok fazlı sargıdır, rotor sabit mıknatıslıdır, rotor konum sensörü, kıvılcım girişimi yok, uzun ömür, düşük gürültü).
tork motoru
(1) DC tork motoru (düz yapı, kutup sayısı, yuva sayısı, ters plaka sayısı, seri iletken sayısı; Büyük çıkış torku, düşük hızda sürekli çalışma veya bloke dönüş, iyi mekanik ve düzenleyici özellikler, küçük elektromekanik zaman devamlı).
(2) fırçasız DC tork motoru (fırçasız DC servo motor yapısına benzer, ancak düz, seri iletkenlerin kutup ve yuva sayısı sayısı; Büyük çıkış torku, iyi mekanik ve ayarlama özellikleri, uzun ömür, kıvılcım yok, düşük gürültü).
(3) Kafes tipi AC tork motoru (kafes tipi rotor, düz yapı, daha fazla kutup yuvası, büyük başlangıç torku, küçük elektromekanik zaman sabiti, uzun süre çalışabilir, yumuşak mekanik özellikler).
(4) Katı rotorlu AC tork motoru (ferromanyetik malzeme katı rotor, düz yapı, kutup ve yuva sayısı, uzun süre bloke edilebilir, düzgün çalışma, yumuşak mekanik özellikler).
step motor
(1) Reaksiyon kademeli motor (stator rotoru silikon çelik sacdan yapılmıştır, rotor çekirdeğinde sargı yoktur, statorda kontrol sargısı vardır; Küçük adım Açısı, yüksek başlatma ve çalışma frekansı, düşük adım Açısı doğruluğu, kendinden kilitleme torku yoktur).
(2) sabit mıknatıslı kademeli motor (kalıcı mıknatıs rotoru, radyal mıknatıslanma polaritesi; Adım Açısı büyük, başlangıç ve çalışma frekansı düşük, tork korunur, güç tüketimi reaksiyon formülünden daha küçüktür, ancak pozitif ve negatif darbe akımı sağlanmalıdır.
(3) hibrit kademeli motor (sabit mıknatıs rotoru, eksenel mıknatıslanma polaritesi; Adım Açısının yüksek hassasiyeti, tutma torku, küçük giriş akımı, hem reaksiyon tipi hem de kalıcı mıknatıs tipi avantajları).
Anahtarlamalı relüktans motor (sabit rotor, silikon çelik sacdan yapılmıştır, dışbükey kutup tipi ve adım mesafesine yakın kutup numarası reaksiyonu step motor yapısı, rotor konum sensörü ile benzerdir, tork yönü akım yönünden bağımsızdır, hız aralığı küçüktür, yüksek ses, sabit tork bölgesi ile mekanik özellikler, sabit güç bölgesi, üç bölümden oluşan seri karakteristik bölge).
Doğrusal motor (basit yapı, kılavuz ray, doğrusal ileri geri hareket için uygun ikincil bir iletken olarak kullanılabilir; Yüksek hızlı servo performansı, yüksek güç faktörü ve verimliliği, sabit hız performansı mükemmeldir).