Principiul de funcționare al servomotorului
Sistemul servo este un sistem de control automat care face ca poziția, orientarea, starea și alte variabile controlate de ieșire ale obiectului să urmeze modificările arbitrare ale țintei de intrare (sau ale valorii date). Servo este poziționat în principal prin impulsuri. Practic, se poate înțelege că atunci când servomotorul primește un impuls, acesta va roti unghiul corespunzător al unui impuls pentru a realiza deplasarea. Deoarece servomotorul în sine are funcția de a trimite impulsuri, astfel încât de fiecare dată când servomotorul se rotește un unghi, acesta va trimite un număr corespunzător de impulsuri, care corespunde impulsului primit de servomotor sau numit buclă închisă, sistemul va știți câte impulsuri sunt trimise la servomotor și câte impulsuri sunt primite în același timp. În acest fel, rotația motorului poate fi controlată cu precizie, astfel încât să se realizeze o poziționare precisă, care poate ajunge la 0,001 mm.
Clasificarea servomotoarelor
Servomotoarele sunt împărțite în servo AC și servo DC.
Structura de bază a servomotorului AC este similară cu cea a motorului cu inducție AC (motor asincron). Există două înfășurări de excitație Wf și înfășurare de control WcoWf cu o deplasare în spațiul de fază de 90 de grade electrice pe stator, care sunt conectate la o tensiune AC constantă. Scopul controlului funcționării motorului este de a utiliza tensiunea AC sau schimbarea de fază aplicată la Wc.
Servomotorul AC are caracteristicile de funcționare stabilă, controlabilitate bună, răspuns rapid, sensibilitate ridicată și indice strict de neliniaritate al caracteristicilor mecanice și ale caracteristicilor de reglare (mai puțin de 10% ~ 15% și, respectiv, mai puțin de 15% ~ 25%).
Avantajele și dezavantajele servomotorului DC
Avantaje: control precis al vitezei, caracteristici dure de cuplu-viteză, principiu simplu de control, utilizare convenabilă și preț ieftin.
Dezavantaje: comutarea periei, limitarea vitezei, rezistența suplimentară și generarea de particule de uzură (nu este potrivit pentru mediul fără praf și exploziv).
Avantajele și dezavantajele servomotorului AC
Avantaje: caracteristici bune de control al vitezei, control neted poate fi realizat în întreaga zonă de viteză, aproape fără vibrații, eficiență ridicată de peste 90%, căldură mai mică, control de mare viteză, control al poziției de înaltă precizie (în funcție de precizia codificatorului), cuplu constant, inerție redusă, zgomot redus, fără uzură perii, fără întreținere (aplicabil în mediul fără praf și exploziv) poate fi atins în zona de funcționare nominală.
Dezavantaje: controlul este complex, iar parametrii driverului trebuie să fie determinați prin ajustarea parametrilor PID la fața locului, necesitând mai mult cablare.
Trei metode de control al servomotorului
Controlul cuplului: modul de control al cuplului este de a seta cuplul de ieșire al arborelui motorului în exterior prin intrarea unei cantități analogice externe sau prin atribuirea adresei directe.
2. Controlul poziției: Modul de control al poziției determină în general viteza de rotație după frecvența impulsului extern de intrare și unghiul de rotație după numărul de impulsuri. Unele servo pot atribui direct viteza și deplasarea prin comunicare.
Mod de viteză: viteza de rotație poate fi controlată prin introducerea unei cantități analogice sau a frecvenței pulsului. Modul de viteză poate fi poziționat și atunci când există un control PID în buclă exterioară a dispozitivului de control superior, dar semnalul de poziție al motorului sau semnalul de poziție al sarcinii directe trebuie trimis la feedback-ul superior pentru calcul. Modul de poziție acceptă și detectarea semnalului de poziție de către inelul exterior de sarcină directă. În acest moment, encoderul de la capătul arborelui motor detectează doar turația motorului, iar semnalul de poziție este furnizat de dispozitivul de detectare la capătul direct de sarcină finală. Acest avantaj este că poate reduce eroarea în procesul de transmisie intermediară și poate crește precizia de poziționare a întregului sistem.