ملخص معلومات عن محركات المؤازرة

كلمة "سيرفو" مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني "العبد". ويمكن فهم "محرك السيرفو" على أنه محرك يطيع إشارة التحكم بشكل كامل. فعند إرسال إشارة التحكم، يدور الدوار فوراً. وعند انقطاع إشارة التحكم، يتوقف الدوار عن الدوران فوراً.

المحرك المؤازر هو محرك صغير يُستخدم كعنصر تنفيذي في أجهزة التحكم الآلي. وتتمثل وظيفته في تحويل الإشارات الكهربائية إلى إزاحة زاوية أو سرعة زاوية للعمود الدوار.

ينقسم محرك السيرفو إلى فئتين: محرك سيرفو يعمل بالتيار المتردد ومحرك سيرفو يعمل بالتيار المستمر

يتشابه الهيكل الأساسي لمحرك السيرفو للتيار المتردد مع محرك الحث للتيار المتردد. يتكون المحرك من ملفي إثارة (Wf) وملفي تحكم (Wc) على الجزء الثابت، بينهما إزاحة طورية مقدارها 90 درجة، موصولين بجهد تيار متردد ثابت. يتم التحكم في تشغيل المحرك عن طريق تغيير جهد التيار المتردد أو طوره المطبق على ملف التحكم (Wc). يتميز محرك السيرفو للتيار المتردد بسلاسة التشغيل، وسهولة التحكم، وسرعة الاستجابة، والمرونة العالية، ومعامل اللاخطية الدقيق للخصائص الميكانيكية وخصائص الضبط (أقل من 10% إلى 15% وأقل من 15% إلى 25% على التوالي).

يتشابه الهيكل الأساسي لمحرك السيرفو ذي التيار المستمر مع محرك التيار المستمر العادي. سرعة المحرك n = E/K1j = (Ua - IaRa)/K1j، حيث E يمثل القوة الدافعة الكهربائية المعاكسة للملف الدوار، وK ثابت، وj يمثل التدفق المغناطيسي لكل قطب، وUa وIa يمثلان جهد وتيار الملف الدوار على التوالي، وRa يمثل مقاومة الملف الدوار. يمكن التحكم في سرعة محرك السيرفو ذي التيار المستمر عن طريق تغيير Ua أو φ، ولكن يُعتمد عمومًا على طريقة التحكم في جهد الملف الدوار. في محرك السيرفو ذي التيار المستمر ذي المغناطيس الدائم، يُستبدل ملف الإثارة بمغناطيس دائم، ويكون التدفق المغناطيسي φ ثابتًا. يتميز محرك السيرفو ذو التيار المستمر بتنظيم خطي جيد واستجابة زمنية سريعة.

مزايا وعيوب محرك سيرفو التيار المستمر

المزايا: تحكم دقيق في السرعة، خصائص عزم الدوران والسرعة صعبة للغاية، مبدأ تحكم بسيط، سهل الاستخدام، سعر رخيص.

العيوب: انعكاس الفرشاة، تحديد السرعة، مقاومة إضافية، جزيئات كاشطة (غير مناسب للبيئات الخالية من الغبار والبيئات القابلة للاشتعال).

مزايا وعيوب محرك السيرفو للتيار المتردد

نقاط القوة: يتميز بخصائص تحكم جيدة في السرعة، حيث يمكنه تحقيق تحكم سلس في نطاق السرعة بأكمله، مع انعدام التذبذب تقريبًا، وكفاءة عالية تتجاوز 90%، وانخفاض في الحرارة، وتحكم عالي السرعة، ودقة عالية في التحكم في الموضع (تعتمد على جهاز التشفير)، ومنطقة تشغيل مصنفة، ويمكنه تحقيق عزم دوران ثابت، وعزم قصور ذاتي منخفض، وضوضاء منخفضة، ولا يعاني من تآكل الفرش، ولا يحتاج إلى صيانة (للبيئات الخالية من الغبار والمتفجرات).

العيوب: التحكم أكثر تعقيدًا، ويجب تعديل معلمات السائق على الفور لتحديد معلمات PID، وهناك حاجة إلى المزيد من الأسلاك.

ينقسم محرك التيار المستمر المؤازر إلى محرك ذي فرش ومحرك بدون فرش.

يتميز محرك الفرشاة بانخفاض تكلفته، وبساطة هيكله، وعزم بدء تشغيله الكبير، ونطاق سرعته الواسع، وسهولة التحكم فيه، ولكنه يحتاج إلى صيانة، إلا أن الحفاظ على فوائده (بالنسبة لفرشاة الكربون)، كما أنه يولد تداخلاً كهرومغناطيسياً، ويتطلب استخدامه في بيئات معينة، وعادة ما يستخدم في الصناعات العامة والأماكن المدنية الحساسة للتكلفة.

محرك بدون فرش خفيف الوزن، ذو خرج كبير واستجابة سريعة، وسرعة عالية وقصور ذاتي صغير، وعزم دوران غير مضطرب، ودوران سلس، وتحكم معقد، وذكي، وتبديل طور إلكتروني مرن، وتبديل طور موجة مربعة أو موجة جيبية، ولا يحتاج المحرك إلى صيانة، وموفر للطاقة بكفاءة، وإشعاع كهرومغناطيسي منخفض، وارتفاع منخفض في درجة الحرارة، وعمر طويل، ومناسب لمختلف البيئات.

محرك السيرفو AC هو أيضًا محرك بدون فرش، وينقسم إلى محرك متزامن ومحرك غير متزامن. يُستخدم المحرك المتزامن عادةً للتحكم في الحركة بالتيار، ويتميز بنطاق قدرة واسع جدًا، وقصور ذاتي كبير، وسرعة قصوى منخفضة، حيث تنخفض السرعة بشكل منتظم مع زيادة القدرة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات التشغيل السلس بسرعات منخفضة.

يحتوي الجزء الداخلي من دوار محرك المؤازرة على مغناطيس دائم، ويقوم محرك كهربائي ثلاثي الأطوار U/V/W بتشكيل المجال الكهرومغناطيسي، وتحت تأثير دوران الدوار في هذا المجال، وفي الوقت نفسه، يرسل المحرك إشارة تغذية راجعة من جهاز التشفير إلى وحدة القيادة، وتتم مقارنة قيمة التغذية الراجعة بالقيمة المستهدفة، لضبط زاوية دوران الدوار، وتعتمد دقة محرك المؤازرة على دقة جهاز التشفير (عدد الخطوط).

ما هو محرك السيرفو؟ كم عدد أنواعه؟ ما هي خصائص عمله؟

الإجابة: يُعرف نظام المؤازرة الكهربائية أيضًا باسم نظام التحكم الكهربائي التنفيذي، ويُستخدم في نظام التحكم الآلي كعنصر تنفيذي، حيث يتم استقبال الإشارة الكهربائية وتحويلها إلى إزاحة زاوية أو سرعة زاوية لمحور النظام الكهربائي.