Ar servo variklis yra tik paprastas nuolatinės srovės variklis?

Kai girdime terminą servo variklis , nesunku manyti, kad tai tik įmantresnė nuolatinės srovės variklio versija . Tačiau nors servovarikliai ir nuolatinės srovės varikliai turi tam tikrų panašumų savo konstrukcijoje, jie iš esmės skiriasi funkcionalumu, valdymu, tikslumu ir pritaikymu . Šiame straipsnyje mes išsamiai išnagrinėsime skirtumą tarp servo variklių ir nuolatinės srovės variklių ir išsiaiškinsime, kodėl servovarikliai yra daug daugiau nei paprasti nuolatinės srovės varikliai.

Suprasti nuolatinės srovės variklio pagrindus

Nuolatinės srovės variklis yra elektromechaninis įtaisas , kuris nuolatinės srovės elektros energiją paverčia mechaniniu judesiu . Jo veikimo principas yra elektromagnetinė indukcija , kai srovė, einanti per laidininką magnetiniame lauke, sukuria sukimo momentą, sukeldama sukimąsi.

Yra keletas nuolatinės srovės variklių tipų, įskaitant:

• Šepetys nuolatinės srovės varikliai: naudokite mechaninius šepečius ir komutatorių, kad tiektumėte srovę į rotorių.

• Nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių (BLDC): naudokite elektroninį komutavimą per jutiklius ir valdiklius, kad būtų užtikrintas ilgesnis tarnavimo laikas ir mažesnė priežiūra.

Nuolatinės srovės varikliai yra plačiai naudojami ventiliatoriuose, siurbliuose, mažuose prietaisuose ir transporto priemonėse dėl savo paprastumo, lengvo valdymo ir ekonomiškumo. Tačiau juose trūksta įmontuotų grįžtamojo ryšio sistemų, kurios įgalintų tikslų judesių valdymą , o tai riboja jų tinkamumą programoms, kurioms reikalingas didelis tikslumas ir padėties nustatymas..

Kas yra servo variklis?

Servo variklis yra a uždaro ciklo judesio valdymo įtaisas, sujungiantis variklį (nuolatinės srovės arba kintamosios srovės) su padėties grįžtamojo ryšio jutikliu (pvz., kodavimo prietaisu arba potenciometru) ir servo pavara / valdikliu . Ši integracija leidžia varikliui nuolat stebėti ir reguliuoti savo padėtį, greitį ir sukimo momentą pagal įvesties komandas.

Servo varikliai yra skirti tiksliam judėjimui , todėl puikiai tinka robotams, CNC staklėms, automatikos įrangai ir kosmoso sistemoms . Jie veikia su dideliu tikslumu, greitu atsako laiku ir stabiliu valdymu , ko standartiniai nuolatinės srovės varikliai negali pasiekti patys.

Nuolatinės srovės variklių tipai

Nuolatinės srovės varikliai klasifikuojami pagal tai, kaip jų lauko apvijos yra prijungtos prie armatūros grandinės. Pagrindiniai tipai apima:

Shunt-Wound DC variklis:

Lauko apvija sujungiama lygiagrečiai (šuntu) su armatūra. Ši konstrukcija užtikrina pastovų greitį esant įvairioms apkrovoms, todėl idealiai tinka naudoti, pavyzdžiui, ventiliatoriams ir konvejeriams.

Serijinis apvyniotas nuolatinės srovės variklis:

Lauko apvija nuosekliai sujungta su armatūra. Jis užtikrina didelį paleidimo sukimo momentą , bet prastai reguliuoja greitį, todėl tinka traukos sistemoms , pvz., elektrinėms transporto priemonėms ar kranams.

Sudėtinis apvyniotas nuolatinės srovės variklis:

Sujungia ir šunto, ir serijos charakteristikas, kad būtų pasiektas greičio reguliavimo ir sukimo momento balansas . Dažniausiai naudojamas pramoninėse mašinose ir liftuose.

Nuolatinis magnetinis nuolatinės srovės variklis (PMDC):

Naudoja nuolatinius magnetus , kad sukurtų magnetinį lauką, o ne lauko apvijas. Jis yra kompaktiškas, efektyvus ir dažnai naudojamas žaisluose, mažuose prietaisuose ir automobilių sistemose.

Pagrindiniai skirtumai tarp nuolatinės srovės variklio ir servo variklio

1. Valdymo sistema

Nuolatinės srovės variklis veikia pagal atvirojo ciklo valdymo sistemą , tai reiškia, kad jis veikia nuolat, kai yra įtampa, be vidinio grįžtamojo ryšio, kad būtų galima reguliuoti veikimą. Priešingai, servo variklis naudoja uždarojo ciklo grįžtamojo ryšio sistemą , kuri nuolat lygina komanduotą padėtį su faktine padėtimi, reguliuodama išėjimą, kad ištaisytų bet kokį nuokrypį.

Ši grįžtamojo ryšio kilpa leidžia servo varikliams pasiekti tikslų judesio valdymą , užtikrinant tikslią kampinę arba linijinę padėtį..

2. Komponentai

Standartinį nuolatinės srovės variklį daugiausia sudaro:

• Rotorius (armatūra)

• Statorius (laukas)

• Komutatorius ir šepečiai (šepečiams)

Tačiau servo variklis turi papildomų elementų:

• Variklis (DC arba AC)

• Atsiliepimo įtaisas (kodavimo įrenginys, skyriklis arba potenciometras)

• Valdymo grandinė arba tvarkyklė

Šie papildomi komponentai leidžia servo varikliui stebėti savo judėjimą ir atlikti pataisymus realiuoju laiku.

3. Tikslumas ir padėties nustatymas

Nors nuolatinės srovės varikliai užtikrina sukimosi greitį proporcingą įėjimo įtampai, jie negali nustatyti ar išlaikyti konkrečios padėties. servo varikliai gali suktis Kita vertus, į tikslią padėtį ir išlaikyti tą padėtį net tada, kai išorinės jėgos bando juos perkelti. Dėl to jie yra nepakeičiami robotų rankose, 3D spausdintuvuose ir CNC mašinose.

4. Sukimo momento ir greičio charakteristikos

Nuolatinės srovės varikliai užtikrina pastovų sukimo momentą įvairiais greičiais, tačiau servovarikliai yra optimizuoti taip, kad tuo pačiu metu būtų valdomas sukimo momentas ir greitis . Jų sukimo momento kreivė yra dinamiška – reguliuojasi automatiškai, kad atitiktų apkrovos poreikius, neprarandant sinchronizavimo ar stabilumo.

5. Grįžtamojo ryšio mechanizmas

Pagrindinis servovariklio bruožas yra jo grįžtamojo ryšio mechanizmas . Integruotas kodavimo įrenginys arba skyriklis nuolat praneša apie variklio padėtį valdikliui, kuris apskaičiuoja bet kokį neatitikimą tarp norimos ir faktinės padėties. Tai leidžia taisyti realiuoju laiku , užtikrinant tikslumą laipsnio dalimis.

Nuolatinės srovės varikliai neturi tokio grįžtamojo ryšio, nebent jie yra suporuoti su išoriniais jutikliais, o tai padidina sudėtingumą ir kainą, tačiau vis tiek trūksta vientisos tikrosios servo sistemos integracijos.

Kaip a servo variklis Veikia

Nuolatinės srovės variklio pagrindas yra elektromagnetizmo principas . Kai elektros srovė teka per laidininką, esantį magnetiniame lauke, ji patiria mechaninę jėgą . Ši jėga sukuria sukimo momentą, dėl kurio variklio rotorius (taip pat vadinamas armatūra) sukasi.

Pagrindiniai nuolatinės srovės variklio komponentai yra šie:

• Statorius: stacionari dalis, kuri sukuria magnetinį lauką, naudojant nuolatinius magnetus arba lauko apvijas.

• Rotorius (armatūra): besisukanti dalis, kurioje sukimo momentas sukuriamas sąveikaujant magnetiniams laukams.

• Komutatorius ir šepečiai: nuolatinės srovės varikliuose su šepečiu šie komponentai periodiškai keičia srovės tekėjimo kryptį armatūros apvijose, kad išlaikytų nuolatinį sukimąsi.

• Maitinimo šaltinis: tiekia nuolatinės srovės (DC) elektros energiją.

Kai įtampa tiekiama į variklio gnybtus, srovė teka per armatūros apvijas. Srovės ir magnetinio lauko sąveika sukuria sukimo momentą, kuris pasuka rotorių ir sukuria mechaninį judesį.

Servo variklių tipai

Servo varikliai skirstomi į kelias kategorijas, atsižvelgiant į jų konstrukciją ir valdymo tipą:

1. AC servo varikliai

Jie naudoja kintamąją srovę ir idealiai tinka didelės galios pramoninėms reikmėms, kurioms reikalingas tikslus valdymas. Jie siūlo didesnį sukimo momentą, geresnį efektyvumą ir mažesnę priežiūrą nei nuolatinės srovės servovarikliai.

2. DC servo varikliai

Jie naudoja nuolatinę srovę ir paprastai naudojami mažo masto programose, tokiose kaip robotika, fotoaparatų kardanai ir RC sistemos. Jie greitai reaguoja ir yra lengviau valdomi elektroniniu būdu.

3. Servo varikliai be šepetėlių

Šie varikliai pašalina mechaninius šepečius ir naudoja elektroninę komutaciją, kad darbas būtų sklandesnis ir ilgesnis tarnavimo laikas. Jie naudojami didelio našumo automatizavimo sistemose , kur patikimumas ir tikslumas yra labai svarbūs.

Servo variklių pritaikymas

Servo varikliai yra labai specializuoti elektros varikliai, skirti tiksliai valdyti padėtį, greitį ir sukimo momentą . Dėl uždaro ciklo grįžtamojo ryšio sistemų ir didelio efektyvumo jos yra būtinos šiuolaikinėse automatikos, robotikos ir pramoninėse sistemose . Skirtingai nuo standartinių nuolatinės srovės variklių, servovarikliai siūlo tikslias judėjimo ir padėties nustatymo galimybes , leidžiančias atlikti sudėtingas operacijas įvairiuose sektoriuose.

1. Robotika ir automatika

Vienas iš pagrindinių servo variklių pritaikymo būdų yra robotika . Servo varikliai leidžia robotams atlikti labai tikslius judesius , būtinus tokioms užduotims kaip:

• Robotinės svirties: užtikrina tikslų jungčių sukimąsi ir sujungimą surenkant, suvirinant ar pakuojant.

• Humanoidiniai robotai: kontroliuoja galūnes ir veido išraiškas tiksliai nustatydami padėtį.

• Automatizuotos valdomos transporto priemonės (AGV): leidžia tiksliai naviguoti ir manevruoti sandėliuose ir gamybos aukštuose.

Servo variklių uždaro ciklo grįžtamasis ryšys užtikrina, kad robotas išlaikytų numatytą padėtį, net kai jį veikia išorinės jėgos, užtikrinant stabilumą ir patikimumą..

2. CNC staklės ir tiksli gamyba

Kompiuterinio skaitmeninio valdymo (CNC) mašinos labai priklauso nuo servo variklių, kad būtų galima atlikti didelio tikslumo pjovimo, gręžimo ir frezavimo operacijas . Šiose programose:

• Linijinių ašių valdymas: Servo varikliai perkelia pjovimo galvutę išilgai X, Y ir Z ašių mikronų tikslumu.

• Sukamųjų ašių valdymas: leidžia tiksliai pasukti įrankius arba ruošinius, būtinus sudėtingoms geometrijoms.

Servo varikliai užtikrina sklandų greitėjimą ir lėtėjimą , išlaikant pastovią kokybę , o tai neįmanoma naudojant vien standartinius nuolatinės srovės variklius. pagamintų dalių

3. Pramoninė automatika

Pramonėje tikslumą servo varikliai yra plačiai naudojami siekiant padidinti efektyvumą ir :

• Konvejerių sistemos: kontroliuoja prekių greitį ir išdėstymą gamybos linijose.

• Pakavimo mašinos: tikslus produktų užpildymas, ženklinimas ir sandarinimas.

• Parinkimo ir išdėstymo sistemos: Tikslus komponentų perkėlimas iš vienos vietos į kitą.

dinamiškai reguliuoti Servo variklių programuojamas pobūdis leidžia greitį, sukimo momentą ir padėtį , o tai padidina bendrą našumą ir sumažina medžiagų švaistymą.

4. Aviacija ir gynyba

Servo varikliai yra labai svarbūs aviacijos ir gynybos srityse , kur dėl tikslumo ir patikimumo nesiginčijama :

• Skrydžio valdymo paviršiai: itin tiksliai reguliuoti eleronus, vairus ir liftus.

• Palydovinės padėties nustatymas: saulės kolektorių arba antenų orientavimas, kad būtų optimalus veikimas.

• Nepilotuojami orlaiviai (UAV): valdo kamerų karkasus ir skrydžio mechanizmus.

Šiose programose servo varikliai veikia esant dideliam įtempimui , dažnai reikalauja didelio sukimo momento ir greito atsako laiko, išlaikant tikslią padėtį.

5. Medicinos įranga

Medicinos prietaisai dažnai naudojasi servo varikliais, kad būtų galima tiksliai, kontroliuojamuose judesiuose atlikti svarbias procedūras:

• Chirurginiai robotai: padeda chirurgams atlikti minimaliai invazines operacijas, užtikrinant mikroskopinį tikslumą.

• Vaizdo gavimo sistemos: tiksli rentgeno ar MRT įrangos padėtis diagnostikos tikslais.

• Protezavimo ir reabilitacijos prietaisai: užtikrina sklandų ir kontroliuojamą judėjimą ir pagerina paciento rezultatus.

jautrioms ir Dėl servo variklių tikslumo ir pakartojamumo jie idealiai tinka didelės įtampos aplinkoms.

6. Buitinė elektronika ir automatika

Servo varikliai taip pat randami plataus vartojimo elektronikoje ir mažose automatikos sistemose:

• Kameros gimbalai ir stabilizatoriai: užtikrina stabilius kadrus kompensuojant nepageidaujamą judesį.

• Dronai: valdo skrydžio paviršius ir kameros orientaciją.

• RC transporto priemonės ir žaislai: užtikrina tikslų vairavimo ir judėjimo valdymą.

Šios programos pasižymi lengvu dizainu, kompaktišku dydžiu ir greita reakcija – visa tai efektyviai veikia servo varikliai.

7. Automobilių pramonė

Šiuolaikiniuose automobiliuose servovarikliai padidina komfortą, saugumą ir našumą :

• Elektrinis vairo stiprintuvas: reguliuojamas vairo sukimo momentas, kad valdymas būtų sklandesnis.

• Droselio valdymas: Elektroniniu būdu reguliuojamas variklio veikimas.

• Prisitaikantys priekiniai žibintai: šviesos krypties perkėlimas pagal automobilio greitį ir vairavimo kampą.

• Autonominės vairavimo sistemos: labai tiksliai valdo navigacijos mechanizmus.

derinys Didelio sukimo momento, tikslumo ir grįžtamojo ryšio valdymo leidžia servo varikliams patikimai atlikti svarbiausias automobilių funkcijas.

8. Atsinaujinanti energija ir žaliosios technologijos

Servo varikliai taip pat naudojami atsinaujinančios energijos sistemose :

• Saulės sekimo įrenginiai: saulės kolektorių kampo reguliavimas, siekiant maksimaliai padidinti saulės spindulių poveikį.

• Vėjo turbinos žingsnio valdymas: Optimizuokite mentės orientaciją, kad būtų galima efektyviai gaminti energiją.

Užtikrindami tikslų judėjimą, servo varikliai padeda padidinti energijos vartojimo efektyvumą ir maksimaliai padidinti našumą , taip prisidedant prie tvarių energijos sprendimų.

Išvada

Servo varikliai yra daug daugiau nei paprasti varikliai – tai tikslaus valdymo įtaisai, neatsiejami nuo šiuolaikinių technologijų. Dėl jų gebėjimo užtikrinti tikslią padėties nustatymą, sklandų judesį ir dinamišką sukimo momento valdymą jie yra būtini robotikos, pramoninės automatikos, kosmoso, medicinos įrangos, plataus vartojimo elektronikos, automobilių ir atsinaujinančios energijos sektoriuose. Servo variklių universalumas ir patikimumas šiandien ir toliau skatina naujoves ir automatizavimą beveik visose aukštųjų technologijų srityse.

Servo variklių pranašumai prieš paprastus nuolatinės srovės variklius

Servo varikliai dažnai klaidingai suprantami kaip tik pažangūs nuolatinės srovės varikliai , tačiau tiesa ta, kad jie turi daugybę skirtingų pranašumų , todėl jie idealiai tinka tikslams, valdymui ir patikimumui reikalingoms programoms . Nors paprasti nuolatinės srovės varikliai užtikrina sukimosi judesį, kai įjungta įtampa, servo varikliuose integruoti grįžtamojo ryšio mechanizmai ir valdymo elektronika, kad būtų užtikrintas labai tikslus veikimas . Išsamiai išnagrinėkime pagrindinius privalumus.

1. Tikslumas ir tikslumas

Svarbiausias servovariklio privalumas yra jo galimybė tiksliai nustatyti padėtį . Skirtingai nuo standartinių nuolatinės srovės variklių, kurie nuolat sukasi nežinant tikslios savo padėties, servovarikliuose yra įrengti koduotojai arba jutikliai , kurie nuolat stebi rotoriaus padėtį.

Tai leidžia:

• Tikslus kampinis arba tiesinis judėjimas laipsnio dalimis

• Nuoseklus pakartojamumas atliekant judesio užduotis

• Kritinės funkcijos tokiose programose kaip robotų ginklai, CNC mašinos ir fotoaparatų kardanai

2. Uždarojo ciklo grįžtamojo ryšio valdymas

Servo varikliai veikia pagal uždaro ciklo sistemą , nuolat lygindami norimą padėtį su faktine padėtimi . Bet koks nukrypimas nuo tikslo nedelsiant ištaisomas variklio valdiklio.

Tai suteikia:

• Klaidų taisymas realiuoju laiku , išlaikant tikslumą net veikiant išorinėms jėgoms

• Stabilus veikimas dinamiškoje ir nenuspėjamoje aplinkoje

• Sklandus pagreitis ir lėtėjimas neperžengiant tikslo

Priešingai, paprastas nuolatinės srovės variklis veikia atviro ciklo sistemoje , be būdingo mechanizmo padėties klaidoms aptikti ar taisyti.

3. Kintamo greičio ir sukimo momento valdymas

Servo varikliai puikiai moduliuoja greitį ir sukimo momentą vienu metu . Jų valdymo elektronika leidžia tiksliai reguliuoti pagal apkrovos reikalavimus, o tai būtina:

• Sunkiosios pramonės reikmėms, kurioms reikalingas įvairus sukimo momentas

• Robotinės sistemos, atliekančios subtilius judesius

• CNC ir automatizavimo mašinos, kuriose nuolatinis greitis esant kintančioms apkrovoms yra labai svarbus

Nuolatinės srovės varikliai, nors ir gali kintamo greičio, automatiškai nereguliuoja sukimo momento esant apkrovai be papildomų valdymo grandinių.

4. Didelis sukimo momento ir inercijos santykis

Servo varikliai sukurti taip, kad suteiktų didelį sukimo momentą esant mažam greičiui ir išlaikytų sukimo momentą didėjant greičiui. Tai labai svarbu:

• Greitas start-stop operacijos

• Mechaninių sistemų valdymo su inercija palaikymas

• Programos, kuriose būtinas greitas ir reaguojantis judėjimas

Paprasti nuolatinės srovės varikliai paprastai užtikrina pastovų sukimo momentą, bet negali efektyviai valdyti greito pagreičio ar lėtėjimo tiksliai..

5. Kompaktiškas ir integruotas dizainas

Servo varikliai sujungia variklį, grįžtamojo ryšio įrenginį ir valdiklį į vieną kompaktišką įrenginį , sumažindami vietos poreikį ir supaprastindami montavimą. Tai siūlo:

• Efektyvus erdvės panaudojimas mašinose

• Sumažintas laidų ir išorinių komponentų skaičius

• Mažesnis bendras sistemos sudėtingumas

Priešingai, nuolatinės srovės varikliams reikia išorinių jutiklių ir valdymo sistemų, kad būtų pasiektas toks pat tikslumo lygis, o tai padidina masinius ir galimus gedimo taškus.

6. Padidintas efektyvumas

Servo varikliai yra optimizuoti energijos vartojimo efektyvumui užtikrinti , dinamiškai reguliuojant galią, atsižvelgiant į apkrovos ir judėjimo reikalavimus. Privalumai:

• Mažesnės energijos sąnaudos, palyginti su nuolatinės srovės variklio veikimu visa įtampa

• Mažesnė šilumos gamyba ir ilgesnis variklio tarnavimo laikas

• Geresnis našumas nuolatinio veikimo aplinkoje

Nuolatinės srovės varikliai, nebent jie yra suporuoti su sudėtingais valdikliais, nuolat vartoja energiją, nepaisant apkrovos, o tai lemia neefektyvumą.

7. Greitas atsakas ir dinamiškas našumas

Servo varikliai yra sukurti taip, kad greitai įsibėgėtų ir lėtėtų , todėl jie beveik akimirksniu reaguotų į valdymo įvestis. Ši galimybė yra labai svarbi:

• Didelės spartos robotika

• Tikslus CNC apdirbimas

• Automatikos linijos, kurias reikia greitai pakeisti

Nuolatinės srovės varikliai, nors ir gali įsibėgėti, negali prilygti reagavimui atliekant užduotis, kurioms reikalingas servo variklių sekundės dalies tikslumas..

8. Patikimumas ir mažesnė priežiūra

Daugelis šiuolaikinių servo variklių, ypač bešepetėlių servovarikliai , yra skirti ilgalaikiam darbui su minimalia priežiūra. Funkcijos apima:

• Pašalina šepečius, mažina nusidėvėjimą

• Savikontrolė naudojant grįžtamojo ryšio sistemas

• Patobulinta apsauga nuo perkrovų ar mechaninio nesutapimo

Paprastiems nuolatinės srovės varikliams su šepečiu reikalinga dažna priežiūra dėl šepečių susidėvėjimo, komutatoriaus pažeidimo ir sumažėjusio efektyvumo laikui bėgant.

9. Taikymo universalumas

Servo varikliai gali būti naudojami ten, kur nuolatinės srovės varikliai negali atitikti tikslumo ar valdymo reikalavimų. Pagrindinės programos apima:

• Robotika: tiksli sąnarių artikuliacija

• CNC staklės: mikronų lygio pjovimo tikslumas

• Orlaivis ir gynyba: skrydžio valdymo ir stabilizavimo sistemos

• Medicinos prietaisai: chirurginė robotika ir vaizdo gavimo sistemos

• Buitinė elektronika: kameros stabilizavimas ir dronai

Šis universalumas daugiausia susijęs su servo variklių grįžtamojo ryšio integravimu, uždaro ciklo valdymu ir dinaminio atsako galimybėmis..

Išvada

Nors paprasti nuolatinės srovės varikliai išlieka naudingi atliekant pagrindinį sukimosi judesį, servovarikliai pasižymi puikiu našumu pagal kiekvieną kritinį parametrą : tikslumą, valdymą, sukimo momentą, greitį, efektyvumą ir patikimumą. Jų uždarojo ciklo grįžtamojo ryšio sistema ir integruota elektronika leidžia jiems atlikti užduotis, kurių nuolatinės srovės varikliai negali atlikti vieni.

Pramonėms, kurioms reikia tikslumo, pakartojamumo ir dinamiško judėjimo , servovarikliai nėra tik atnaujinimas – jie yra būtinybė . Nuo robotikos ir CNC apdirbimo iki aviacijos, automobilių ir medicinos programų – servo varikliai užtikrina išmanų judesio valdymą , pakeičiantį šiuolaikines technologijas.

Ar nuolatinės srovės variklis gali būti naudojamas kaip servo variklis?

Dažnas judesio valdymo ir automatizavimo klausimas yra tai, ar standartinis nuolatinės srovės variklis gali veikti kaip servovariklis . Nors nuolatinės srovės varikliai ir servovarikliai turi tam tikrų panašumų, ypač pagrindinės elektromechaninės konstrukcijos , jų veikimo principai ir valdymo galimybės iš esmės skiriasi. Tačiau naudojant tinkamus papildomus komponentus ir grįžtamojo ryšio sistemas , nuolatinės srovės variklis gali būti paverstas taip, kad veiktų kaip servovariklis . tam tikrose srityse

Skirtumo supratimas

yra Nuolatinės srovės variklis paprastas elektromechaninis įtaisas, kuris nuolatinę srovę paverčia sukimosi judesiu . Jis veikia atviro ciklo sistemoje , tai reiškia, kad veikia, kai yra įtampa, nežinant apie padėtį, greitį ar sukimo momentą..

uždaro ciklo Kita vertus, servo variklis yra sistema , jungianti variklį (DC arba AC) su:

• Atsiliepimo įrenginiai (pvz., koduotuvai, skyrikliai arba potenciometrai)

• Valdymo elektronika nuolat stebėti ir reguliuoti judesį

Šis skirtumas leidžia servo varikliams tiksliai pasiekti ir išlaikyti tikslias padėtis bei dinamiškai reaguoti į kintančias apkrovas – šios galimybės nėra atskiram nuolatinės srovės varikliui.

Kaip nuolatinės srovės variklį galima paversti servo varikliu

Norint naudoti nuolatinės srovės variklį kaip servo variklį, jame turi būti pagrindiniai servo sistemos komponentai :

1. Padėkite grįžtamojo ryšio jutiklį

• pridėjus kodavimo įrenginį arba potenciometrą, gaunama informacija apie Prie nuolatinės srovės variklio tikrąją rotoriaus padėtį.

• Šis jutiklis leidžia sistemai nustatyti, ar variklis pasiekė numatytą padėtį.

2. Variklio valdiklis

• Servo valdiklis arba vairuotojas apdoroja grįžtamojo ryšio jutiklio signalus ir lygina juos su norimos padėties arba greičio komanda.

• Jis reguliuoja variklio įtampą ir srovę, kad ištaisytų bet kokį nuokrypį, sukurdamas uždaro ciklo valdymo sistemą.

3. Valdymo algoritmas

• Įdiegę algoritmus, tokius kaip PID (proporcinio integralinio išvestinio) valdymas, variklis gali tiksliai sekti nustatytas vertes , valdyti pagreitį ir lėtėjimą ir sumažinti viršijimą.

Dėl šių modifikacijų nuolatinės srovės variklis iš esmės tampa nuolatinės srovės servo varikliu , galinčiu tiksliai nustatyti padėtį, reguliuoti greitį ir valdyti sukimo momentą..

Nuolatinės srovės variklio konvertavimo į servo privalumai

• Ekonomiškas: naudoti esamą nuolatinės srovės variklį su papildomais jutikliais ir valdikliais gali būti ekonomiškiau nei įsigyti specialų servo variklį.

• Lankstumas: leidžia pritaikyti judesių profilius konkrečioms programoms.

• Keičiamas: gali būti taikomas nedidelio masto robotikoje arba prototipų sistemoms, kur neįmanomi aukščiausios klasės servovarikliai.

Apribojimai, palyginti su tikrais servo varikliais

Nors nuolatinės srovės variklis gali būti pritaikytas kaip servo, yra svarbių apribojimų:

1. Mažesnis tikslumas

• Parduotiems nuolatinės srovės varikliams gali trūkti specialiai sukonstruotiems servo varikliams būdingos mechaninės skiriamosios gebos ir standumo , todėl tai riboja itin didelio tikslumo pritaikymą.

2. Sumažintas efektyvumas

• Servo varikliai optimizuoti energijos vartojimo efektyvumui ir sukimo momento tiekimui , o modifikuoti nuolatinės srovės varikliai gali sunaudoti daugiau galios esant dinaminėms apkrovoms.

3. Integracijos sudėtingumas

• Norint pridėti grįžtamojo ryšio jutiklius, valdiklius ir derinti PID parametrus, reikia techninių žinių ir gali padidėti sistemos sudėtingumas.

4. Patvarumas

• Visų pirma, šepečiai ir komutatoriai gali greičiau susidėvėti šepečiu varomi nuolatinės srovės varikliai, o daugelis servo variklių yra be šepetėlių ir skirti ilgalaikiam darbui..

Praktiniai pritaikymai

Naudoti nuolatinės srovės variklį kaip servo variklį galima naudoti ten, kur reikalingas didelis tikslumas, tačiau ypatingas tikslumas nėra labai svarbus , pavyzdžiui:

• Mokomieji robotikos rinkiniai

• „Pasidaryk pats“ automatikos projektai

• Pramoninių ar mechaninių sistemų prototipų kūrimas

• Nebrangios servo valdomos pavaros

Pramoninei robotikai, CNC mašinoms ar kosmoso reikmėms pritaikyti servovarikliai išlieka pranašesni dėl savo tikslumo, jautrumo ir patikimumo..

Išvada

Taip, nuolatinės srovės variklis gali būti naudojamas kaip servovariklis, jei jame yra grįžtamojo ryšio sistema, valdiklis ir valdymo algoritmai . Ši sąranka paprastą nuolatinės srovės variklį efektyviai paverčia funkciniu servo varikliu , galinčiu tiksliai valdyti judesius . Tačiau nors šis metodas tinka tam tikroms reikmėms, tikri servo varikliai išlieka geresniu pasirinkimu atliekant didelio tikslumo, didelės spartos ir ilgalaikio patikimumo užduotis.

Nuolatinės srovės variklio pritaikymas prie servo gali būti ekonomiškas ir lankstus sprendimas prototipams, edukacinėms sąrankoms ir mažos paklausos automatizavimui, sumažinantis atotrūkį tarp pagrindinio judesio ir kontroliuojamo tikslumo.

Nors servo variklio šerdyje gali būti nuolatinės srovės variklis , tai nėra tik paprastas nuolatinės srovės variklis . Įtraukus grįžtamojo ryšio sistemas, valdymo elektroniką ir uždarojo ciklo veikimą, jis paverčiamas sudėtingu judesio valdymo įrenginiu, pasižyminčiu neprilygstamu tikslumu ir patikimumu. Iš esmės servo varikliai atspindi variklių technologijos evoliuciją , užpildydami atotrūkį tarp mechaninio judesio ir pažangios automatikos.