Τι κάνει ένας σερβοκινητήρας;

Ένας σερβοκινητήρας λαμβάνει ένα σήμα εντολής από ένα σύστημα ελέγχου, ενισχύει το σήμα και μεταδίδει ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν σερβοκινητήρα προκειμένου να παράγει κίνηση ανάλογη με το σήμα εντολής. Συνήθως, το σήμα εντολής αντιπροσωπεύει μια επιθυμητή ταχύτητα, αλλά μπορεί επίσης να αντιπροσωπεύει μια επιθυμητή ροπή ή θέση.

Λειτουργία

Ένας σερβοκινητήρας λαμβάνει ένα σήμα εντολής από ένα σύστημα ελέγχου, ενισχύει το σήμα και μεταδίδει ηλεκτρικό ρεύμα σε ένασερβοκινητήραςπροκειμένου να παραχθεί κίνηση ανάλογη με το σήμα εντολής. Συνήθως, το σήμα εντολής αντιπροσωπεύει μια επιθυμητή ταχύτητα, αλλά μπορεί επίσης να αντιπροσωπεύει μια επιθυμητή ροπή ή θέση. Aαισθητήραςπου είναι συνδεδεμένο στον σερβοκινητήρα αναφέρει την πραγματική κατάσταση του κινητήρα στον σερβοκινητήρα. Ο σερβοκινητήρας στη συνέχεια συγκρίνει την πραγματική κατάσταση του κινητήρα με την κατάσταση του κινητήρα που έχει δοθεί ως εντολή. Στη συνέχεια, αλλάζει την τάση,συχνότηταήπλάτος παλμούστον κινητήρα, ώστε να διορθωθεί οποιαδήποτε απόκλιση από την κατάσταση που έχει δοθεί.

Σε ένα σωστά διαμορφωμένο σύστημα ελέγχου, ο σερβοκινητήρας περιστρέφεται με ταχύτητα που προσεγγίζει πολύ το σήμα ταχύτητας που λαμβάνει ο σερβοκινητήρας από το σύστημα ελέγχου. Αρκετές παράμετροι, όπως η ακαμψία (γνωστή και ως αναλογικό κέρδος), η απόσβεση (γνωστή και ως παράγωγο κέρδος) και το κέρδος ανάδρασης, μπορούν να ρυθμιστούν για να επιτευχθεί αυτή η επιθυμητή απόδοση. Η διαδικασία ρύθμισης αυτών των παραμέτρων ονομάζεταιρύθμιση απόδοσης.

Παρόλο που πολλοί σερβοκινητήρες απαιτούν μια μονάδα δίσκου ειδική για τη συγκεκριμένη μάρκα ή μοντέλο κινητήρα, τώρα διατίθενται πολλές μονάδες δίσκου που είναι συμβατές με μια μεγάλη ποικιλία κινητήρων.

Ψηφιακό και αναλογικό

Οι σερβοκινητήρες μπορούν να είναι ψηφιακοί, αναλογικοί ή και τα δύο. Οι ψηφιακοί κινητήρες διαφέρουν από τους αναλογικούς κινητήρες στο ότι διαθέτουν έναν μικροεπεξεργαστή ή υπολογιστή, ο οποίος αναλύει τα εισερχόμενα σήματα ενώ ελέγχει τον μηχανισμό. Ο μικροεπεξεργαστής λαμβάνει μια ροή παλμών από έναν κωδικοποιητή, επιτρέποντας τον προσδιορισμό της ταχύτητας και της θέσης. Η μεταβολή του παλμού ή του ηχητικού σήματος (blip) επιτρέπει στον μηχανισμό να ρυθμίζει την ταχύτητα, ουσιαστικά δημιουργώντας ένα φαινόμενο ελεγκτή ταχύτητας. Οι επαναλαμβανόμενες εργασίες που εκτελούνται από έναν επεξεργαστή επιτρέπουν σε έναν ψηφιακό κινητήρα να αυτορυθμίζεται γρήγορα. Σε περιπτώσεις όπου οι μηχανισμοί πρέπει να προσαρμοστούν σε πολλές συνθήκες, αυτό μπορεί να είναι βολικό επειδή ένας ψηφιακός κινητήρας μπορεί να προσαρμοστεί γρήγορα με μικρή προσπάθεια. Ένα μειονέκτημα των ψηφιακών κινητήρων είναι η μεγάλη ποσότητα ενέργειας που καταναλώνεται. Ωστόσο, πολλοί ψηφιακοί κινητήρες εγκαθιστούν μπαταρίες χωρητικότητας για την παρακολούθηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Το συνολικό σύστημα ανάδρασης για έναν ψηφιακό σερβοκινητήρα είναι σαν ένα αναλογικό, εκτός από το ότι ένας μικροεπεξεργαστής χρησιμοποιεί αλγόριθμους για την πρόβλεψη των συνθηκών του συστήματος.

 

Χρήση στη βιομηχανία

Σερβοκινητήρας OEM από την INGENIA εγκατεστημένος σε μηχανή δρομολόγησης CNC που ελέγχει έναν κινητήρα Faulhaber

Τα σερβοσυστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σεCNCμηχανική κατεργασία, αυτοματισμός εργοστασίων και ρομποτική, μεταξύ άλλων χρήσεων. Το κύριο πλεονέκτημά τους σε σχέση με τις παραδοσιακές συνεχές ρεύμα ήΚινητήρες ACείναι η προσθήκη ανατροφοδότησης κινητήρα. Αυτή η ανατροφοδότηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ανεπιθύμητης κίνησης ή για να διασφαλιστεί η ακρίβεια της εντολαζόμενης κίνησης. Η ανατροφοδότηση παρέχεται γενικά από κάποιο είδος κωδικοποιητή. Τα σερβοκινητήρες, σε χρήση με σταθερή ταχύτητα, έχουν καλύτερο κύκλο ζωής από τους τυπικούς κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος. Οι σερβοκινητήρες μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως φρένο, αποτρέποντας την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από τον ίδιο τον κινητήρα.