Servo motor temel bilgisi

Servo motor temel bilgisi

“Servo” kelimesi Yunanca “köle” kelimesinden gelir. “Servo motor”, kontrol sinyalinin komutuna kesinlikle uyan bir motor olarak anlaşılabilir: kontrol sinyali gönderilmeden önce rotor hareketsiz durur; kontrol sinyali gönderildiğinde rotor hemen döner; kontrol sinyali kaybolduğunda rotor hemen durabilir.

Servo motor, otomatik kontrol cihazında aktüatör olarak kullanılan mikro bir motordur. İşlevi, bir elektrik sinyalini dönen bir şaftın açısal yer değiştirmesine veya açısal hızına dönüştürmektir.

Servo motorlar iki kategoriye ayrılır: AC servo ve DC servo

Bir AC servo motorun temel yapısı, bir AC endüksiyon motorunun (asenkron motor)kine benzer. Stator üzerinde 90° elektrik açısına sahip, sabit bir AC voltajına bağlanan ve operasyonu kontrol etme amacına ulaşmak için Wc'ye uygulanan AC voltajı veya faz değişimini kullanan iki uyarma sargısı Wf ve kontrol sargısı WcoWf vardır. motorun. AC servo motor, kararlı çalışma, iyi kontrol edilebilirlik, hızlı yanıt, yüksek hassasiyet ve mekanik özelliklerin ve ayar özelliklerinin sıkı doğrusal olmayan göstergelerine sahiptir (%10 ila %15'ten az ve %15 ila %25'ten az olması gerekir) sırasıyla).

Bir DC servo motorun temel yapısı genel bir DC motorunkine benzer. Motor hızı n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, burada E armatür sayacı elektromotor kuvvetidir, K bir sabittir, j kutup başına manyetik akıdır, Ua, Ia armatür voltajı ve armatür akımıdır, Ra Armatür direnci, Ua'nın değiştirilmesi veya φ'nin değiştirilmesi DC servo motorun hızını kontrol edebilir, ancak genellikle armatür voltajını kontrol etme yöntemi kullanılır. Kalıcı mıknatıslı DC servo motorda, uyarma sargısının yerini kalıcı bir mıknatıs alır ve manyetik akı φ sabittir. . DC servo motor, iyi doğrusal düzenleme özelliklerine ve hızlı zaman tepkisine sahiptir.

DC Servo Motorların Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları: Doğru hız kontrolü, sert tork ve hız özellikleri, basit kontrol prensibi, kullanımı kolay ve ucuz fiyat.

Dezavantajları: fırça değişimi, hız sınırlaması, ek direnç ve aşınma parçacıkları (tozsuz ve patlayıcı ortamlar için uygun değildir)

AC servo motorun avantajları ve dezavantajları

Avantajları: iyi hız kontrol özellikleri, tüm hız aralığında düzgün kontrol, neredeyse hiç salınım, %90'ın üzerinde yüksek verimlilik, daha az ısı üretimi, yüksek hız kontrolü, yüksek hassasiyetli konum kontrolü (enkoder doğruluğuna bağlı olarak), nominal çalışma alanı İçeride, sabit tork elde edilebilir, düşük atalet, düşük gürültü, fırça aşınması yok, bakım gerektirmez (tozsuz, patlayıcı ortamlara uygundur)

Dezavantajları: Kontrol daha karmaşıktır, PID parametrelerini belirlemek için sürücü parametrelerinin yerinde ayarlanması gerekir ve daha fazla bağlantı gerekir.

DC servo motorlar fırçalı ve fırçasız motorlar olarak ikiye ayrılır

Fırçalı motorların maliyeti düşüktür, yapısı basittir, başlangıç ​​torku büyüktür, hız düzenleme aralığı geniştir, kontrolü kolaydır, bakım gerektirir, ancak bakımı kolaydır (karbon fırçayı değiştirin), elektromanyetik girişim üretir, kullanım ortamı için gereksinimlere sahiptir, ve genellikle maliyete duyarlı Ortak endüstriyel ve sivil durumlarda kullanılır.

Fırçasız motorlar boyut olarak küçük ve ağırlık olarak hafif, çıkışı yüksek ve tepkisi hızlı, hızı yüksek ve atalet açısından küçük, tork açısından kararlı ve dönüşü düzgün, kontrolü karmaşık, akıllı, elektronik komütasyon modunda esnek, komütasyona tabi tutulabilir. kare dalga veya sinüs dalgasında, bakım gerektirmeyen motor, yüksek verimlilik ve enerji tasarrufu, küçük elektromanyetik radyasyon, düşük sıcaklık artışı ve uzun ömür, çeşitli ortamlara uygundur.

AC servo motorlar aynı zamanda senkron ve asenkron motorlara bölünmüş fırçasız motorlardır. Günümüzde hareket kontrolünde genellikle senkron motorlar kullanılmaktadır. Güç aralığı geniş, güç büyük olabilir, atalet büyük, maksimum hız düşük ve güç arttıkça hız da artıyor. Düşük hızlı ve düzgün çalışma durumları için uygun, düzgün hızlı iniş.

Servo motorun içindeki rotor kalıcı bir mıknatıstır. Sürücü, elektromanyetik bir alan oluşturmak için U/V/W üç fazlı elektriği kontrol eder. Rotor bu manyetik alanın etkisi altında döner. Aynı zamanda motorla birlikte gelen enkoder de geri bildirim sinyalini sürücüye iletir. Rotor dönüş açısını ayarlamak için değerler karşılaştırılır. Servo motorun doğruluğu enkoderin doğruluğuna (satır sayısına) bağlıdır.

Servo motor nedir? Kaç çeşit var? Çalışma özellikleri nelerdir?

Cevap: Yürütme motoru olarak da bilinen servo motor, alınan elektrik sinyalini motor mili üzerinde açısal yer değiştirme veya açısal hız çıkışına dönüştürmek için otomatik kontrol sisteminde aktüatör olarak kullanılır.

Servo motorlar iki kategoriye ayrılır: DC ve AC servo motorlar. Başlıca özellikleri, sinyal voltajı sıfır olduğunda kendi kendine dönmenin olmaması ve torkun artmasıyla hızın düzgün bir hızda azalmasıdır.

AC servo motor ile fırçasız DC servo motor arasındaki performans farkı nedir?

Cevap: AC servonun performansı daha iyidir çünkü AC servo sinüs dalgası tarafından kontrol edilir ve tork dalgalanması küçüktür; fırçasız DC servo yamuk bir dalga tarafından kontrol edilirken. Ancak fırçasız DC servo kontrolü nispeten basit ve ucuzdur.

Kalıcı mıknatıslı AC servo sürücü teknolojisinin hızlı gelişimi, DC servo sistemini ortadan kaldırılma kriziyle karşı karşıya bıraktı. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte, kalıcı mıknatıslı AC servo sürücü teknolojisi olağanüstü bir gelişme kaydetti ve çeşitli ülkelerdeki ünlü elektrik üreticileri sürekli olarak yeni AC servo motor ve servo sürücü serilerini piyasaya sürdü. AC servo sistemi, çağdaş yüksek performanslı servo sisteminin ana geliştirme yönü haline geldi ve bu da DC servo sisteminin ortadan kaldırılma kriziyle karşı karşıya kalmasına neden oldu.

DC servo motorlarla karşılaştırıldığında, sabit mıknatıslı AC servo motorlar aşağıdaki ana avantajlara sahiptir:

⑴Fırça ve komütatör olmadan işlem daha güvenilirdir ve bakım gerektirmez.

(2) Stator sargısının ısınması büyük ölçüde azalır.

⑶ Atalet küçüktür ve sistemin hızlı tepkisi iyidir.

⑷ Yüksek hız ve yüksek torklu çalışma koşulları iyidir.

⑸Aynı güç altında küçük boyut ve hafiflik.

Servo motor prensibi

AC servo motorun statorunun yapısı temel olarak kapasitörlü bölünmüş fazlı tek fazlı asenkron motorunkine benzer. Stator, karşılıklı farkı 90° olan iki sargı ile donatılmıştır; bunlardan biri, her zaman Uf AC voltajına bağlı olan uyarma sargısı Rf'dir; diğeri ise Uc kontrol sinyali voltajına bağlanan kontrol sargısıdır. Bu nedenle AC servo motora iki servo motor da denir.

AC servo motorun rotoru genellikle bir sincap kafesi şeklinde yapılır, ancak servo motorun geniş bir hız aralığına, doğrusal mekanik özelliklere, "otorotasyon" fenomenine sahip olmamasını ve sıradan motorlarla karşılaştırıldığında hızlı tepki performansına sahip olmasını sağlamak için, Rotor direnci büyük ve atalet momenti küçüktür. Şu anda yaygın olarak kullanılan iki tip rotor yapısı vardır: Bunlardan biri, yüksek dirençli iletken malzemelerden yapılmış yüksek dirençli kılavuz çubuklara sahip sincap kafesli rotordur. Rotorun atalet momentini azaltmak için rotor ince yapılmıştır; diğeri alüminyum alaşımdan yapılmış içi boş fincan şeklinde bir rotordur, fincan duvarı yalnızca 0,2 -0,3 mm'dir, içi boş fincan şeklindeki rotorun atalet momenti küçüktür, tepkisi hızlıdır ve çalışma stabildir, bu yüzden yaygın olarak kullanılmaktadır.

AC servo motorun kontrol voltajı olmadığında, yalnızca statordaki uyarma sargısı tarafından üretilen titreşimli manyetik alan vardır ve rotor sabittir. Bir kontrol voltajı olduğunda, statorda dönen bir manyetik alan oluşturulur ve rotor, dönen manyetik alan yönünde döner. Yük sabit olduğunda, motorun hızı kontrol voltajının büyüklüğüne göre değişir. Kontrol voltajının fazı ters olduğunda servo motor ters çevrilecektir.

AC servo motorun çalışma prensibi kapasitörle çalışan tek fazlı asenkron motora benzese de, birincisinin rotor direnci ikincisinden çok daha büyüktür. Bu nedenle kapasitörle çalışan asenkron motorla karşılaştırıldığında servo motorun üç belirgin özelliği vardır:

1. Büyük başlangıç ​​torku: Büyük rotor direnci nedeniyle, tork karakteristiği (mekanik karakteristik) doğrusala daha yakındır ve daha büyük bir başlangıç ​​torkuna sahiptir. Bu nedenle, stator bir kontrol voltajına sahip olduğunda, hızlı başlatma ve yüksek hassasiyet özelliklerine sahip olan rotor hemen döner.

2. Geniş çalışma aralığı: kararlı çalışma ve düşük gürültü. [/p][p=30, 2, sol] 3. Kendi kendine dönme olayı yok: Çalışan servo motor kontrol voltajını kaybederse, motor çalışmayı hemen durduracaktır.

“Hassas şanzımanlı mikro motor” nedir?

“Hassas şanzıman mikro motoru”, sistemde sık sık değişen talimatları hızlı ve doğru bir şekilde yürütebilir ve servo mekanizmayı talimatın beklediği işi tamamlayacak şekilde çalıştırabilir ve bunların çoğu aşağıdaki gereksinimleri karşılayabilir:

1. Sık sık çalıştırabilir, durdurabilir, frenleyebilir, tersine çevirebilir ve düşük hızda çalışabilir, yüksek mekanik mukavemete, yüksek ısı direncine ve yüksek yalıtım seviyesine sahiptir.

2. İyi hızlı tepki yeteneği, büyük tork, küçük atalet momenti ve küçük zaman sabiti.

3. Sürücü ve kontrolör (servo motor, step motor gibi) ile kontrol performansı iyidir.

4. Yüksek güvenilirlik ve yüksek hassasiyet.

“Hassas şanzıman mikro motorunun” kategorisi, yapısı ve performansı

alternatif akım servo motoru

(1) Kafes tipi iki fazlı AC servo motor (ince kafes tipi rotor, yaklaşık olarak doğrusal mekanik özellikler, küçük hacim ve uyarma akımı, düşük güçlü servo, düşük hızda çalışma yeterince düzgün değildir)

(2) Manyetik olmayan çanak rotorlu iki fazlı AC servo motor (çekirdeksiz rotor, neredeyse doğrusal mekanik özellikler, büyük hacim ve uyarma akımı, küçük güçlü servo, düşük hızda düzgün çalışma)

(3) Ferromanyetik çanak rotorlu iki fazlı AC servo motor (ferromanyetik malzemeden yapılmış fincan rotoru, neredeyse doğrusal mekanik özellikler, rotorun büyük atalet momenti, küçük çarpma etkisi, kararlı çalışma)

(4) Senkron sabit mıknatıslı AC servo motor (sabit mıknatıslı senkron motor, takometre ve konum algılama elemanından oluşan koaksiyel entegre bir ünite, stator 3 fazlı veya 2 fazlıdır ve manyetik malzeme rotoru aşağıdakilerle donatılmalıdır: bir sürücü; hız aralığı geniş ve mekaniktir. Karakteristikler, sürekli olarak kilitlenebilen sabit tork alanı ve sabit güç alanından oluşur; iyi hızlı tepki performansı, büyük çıkış gücü ve küçük tork dalgalanması vardır; kare dalga sürücü ve sinüs dalgası sürücüsü, iyi kontrol performansı ve elektromekanik entegrasyon kimyasal ürünleri)

(5) Asenkron üç fazlı AC servo motor (rotor, kafes tipi asenkron motora benzer ve bir sürücü ile donatılmalıdır. Vektör kontrolünü benimser ve sabit güç hızı düzenleme aralığını genişletir. Çoğunlukla kullanılır. takım tezgahı iş mili hızı düzenleme sistemleri)

DC servo motor

(1) Baskılı sargılı DC servo motor (disk rotoru ve disk statörü silindirik manyetik çelikle eksenel olarak bağlanmıştır, rotorun atalet momenti küçüktür, çarpma etkisi yoktur, doyma etkisi yoktur ve çıkış torku büyüktür)

(2) Tel sarılı disk tipi DC servo motor (disk rotoru ve stator, silindirik manyetik çelikle eksenel olarak bağlanmıştır, rotorun atalet momenti küçüktür, kontrol performansı diğer DC servo motorlardan daha iyidir, verimlilik yüksektir ve çıkış torku büyük)

(3) Fincan tipi armatür sabit mıknatıslı DC motor (çekirdeksiz rotor, küçük rotor atalet momenti, artımlı hareket servo sistemi için uygun)

(4) Fırçasız DC servo motor (stator çok fazlı sargıdır, rotor sabit mıknatıslıdır, rotor konum sensörlüdür, kıvılcım girişimi yoktur, uzun ömürlüdür, düşük gürültülüdür)

tork motoru

(1) DC tork motoru (düz yapı, kutup sayısı, yuva sayısı, komütasyon parçası sayısı, seri iletken sayısı; büyük çıkış torku, düşük hızda veya duraklamada sürekli çalışma, iyi mekanik ve ayar özellikleri, küçük elektromekanik zaman sabiti) )

(2) Fırçasız DC tork motoru (yapı olarak fırçasız DC servo motora benzer, ancak düz, birçok kutuplu, yuvalı ve seri iletkenli; büyük çıkış torku, iyi mekanik ve ayar özellikleri, uzun ömür, kıvılcım yok, gürültü yok Düşük)

(3) Kafes tipi AC tork motoru (kafes tipi rotor, düz yapı, çok sayıda kutup ve yuva, büyük başlangıç ​​torku, küçük elektromekanik zaman sabiti, uzun süreli kilitli rotor çalışması ve yumuşak mekanik özellikler)

(4) Katı rotorlu AC tork motoru (ferromanyetik malzemeden yapılmış katı rotor, düz yapı, çok sayıda kutup ve yuva, uzun süreli kilitli rotor, düzgün çalışma, yumuşak mekanik özellikler)

step motor

(1) Reaktif adımlı motor (stator ve rotor silikon çelik saclardan yapılmıştır, rotor çekirdeğinde sargı yoktur ve statorda bir kontrol sargısı vardır; adım açısı küçüktür, başlangıç ​​​​ve çalışma frekansı yüksektir) , adım açısı doğruluğu düşüktür ve kendiliğinden kilitlenen tork yoktur)

(2) Kalıcı mıknatıslı adım motoru (sabit mıknatıslı rotor, radyal mıknatıslanma polaritesi; büyük adım açısı, düşük başlatma ve çalışma frekansı, tutma torku ve reaktif tipe göre daha küçük güç tüketimi, ancak pozitif ve negatif darbeler gerekli akımdır)

(3) Hibrit adımlı motor (sabit mıknatıslı rotor, eksenel mıknatıslanma polaritesi; yüksek adım açısı doğruluğu, tutma torku, küçük giriş akımı, hem reaktif hem de kalıcı mıknatıs)