Podsumowanie wiedzy na temat serwomotorów

Słowo serwo pochodzi od greckiego słowa oznaczającego „podrzędny”. „Silnik serwo” można rozumieć jako silnik, który bezwzględnie wykonuje polecenia sygnału sterującego. Po wysłaniu sygnału sterującego wirnik natychmiast się obraca. Po zaniku sygnału sterującego wirnik może natychmiast zatrzymać się.

Serwosilnik to mikrosilnik stosowany jako element wykonawczy w urządzeniach automatyki. Jego funkcją jest konwersja sygnałów elektrycznych na przemieszczenie kątowe lub prędkość kątową obracającego się wału.

Silniki serwo dzielą się na dwie kategorie: serwo prądu przemiennego i serwo prądu stałego

Podstawowa konstrukcja serwosilnika prądu przemiennego jest podobna do silnika indukcyjnego prądu przemiennego. Posiada on dwa uzwojenia wzbudzenia Wf i uzwojenia sterujące WcoWf z przesunięciem w przestrzeni fazowej o 90° na stojanie, połączone ze stałym napięciem przemiennym. Sterowanie pracą silnika odbywa się poprzez zmianę napięcia przemiennego lub fazy przyłożonej do Wc. Serwosilnik prądu przemiennego charakteryzuje się płynną pracą, dobrą sterowalnością, szybką reakcją, wysoką zwinnością oraz ścisłym nieliniowym współczynnikiem charakterystyk mechanicznych i regulacyjnych (odpowiednio poniżej 10%–15% i poniżej 15%–25%).

Podstawowa struktura serwosilnika prądu stałego jest podobna do struktury silnika prądu stałego. Prędkość silnika n = E/K1j = (Ua - IaRa)/K1j, typ E dla siły przeciwelektromotorycznej twornika, K jest stałe, j na strumień bieguna, Ua, Ia dla napięcia twornika i prądu twornika, Ra jako rezystancja twornika, zmiana Ua lub fi, może kontrolować prędkość myśli elektrycznych serwo prądu stałego, ale ogólnie przyjmuje metodę sterowania napięciem twornika, myśląc o elektryczności w serwo prądu stałego z magnesem trwałym, uzwojenie wzbudzenia jest zastąpione magnesem trwałym, strumień magnetyczny fi jest stały. Serwosilnik prądu stałego ma dobrą regulację liniową i szybką reakcję czasową.

Zalety i wady serwosilnika prądu stałego

Zalety: precyzyjna kontrola prędkości, bardzo twarde charakterystyki momentu obrotowego i prędkości, prosta zasada sterowania, łatwość użytkowania, niska cena.

Wady: cofanie szczotek, ograniczenie prędkości, dodatkowy opór, cząstki ścierne (nie nadaje się do stosowania w środowisku wolnym od pyłu i zagrożonym wybuchem)

Zalety i wady serwosilnika prądu przemiennego

Mocne strony: dobre funkcje kontroli prędkości, płynna kontrola w całym zakresie prędkości, prawie brak oscylacji, ponad 90% wysokiej sprawności, mniejsze zużycie energii, kontrola dużej prędkości, wysoka dokładność kontroli położenia (w zależności od enkodera), znamionowy obszar działania, stały moment obrotowy, niski moment bezwładności, niski poziom hałasu, brak zużycia szczotek, bezobsługowa konserwacja (w środowisku wolnym od pyłu i zagrożonym wybuchem)

Wady: sterowanie jest bardziej skomplikowane, parametry sterownika należy dostosowywać na miejscu, aby określić parametry PID, potrzebna jest większa ilość okablowania.

Silniki serwo prądu stałego dzielą się na silniki szczotkowe i bezszczotkowe.

Koszt silnika szczotkowego jest niski, konstrukcja jest prosta, moment początkowy jest duży, zakres prędkości jest szeroki, sterowanie jest łatwe, wymaga konserwacji, ale zachowuje korzyści (dla szczotek węglowych), generowanie zakłóceń elektromagnetycznych, wykorzystanie środowiska ma wymagania, zwykle stosowane w przemyśle wrażliwym na koszty i na okazje cywilne.

Silnik bezszczotkowy o małej wadze, dużej szybkości reakcji wyjściowej, dużej prędkości i małej bezwładności, płynnie obracającym się momencie obrotowym, złożonym sterowaniu, inteligentnym, z elastyczną elektroniczną wymianą faz, prostokątną lub sinusoidalną wymianą faz, bezobsługowy, energooszczędny, o niskim promieniowaniu elektromagnetycznym, niskim wzroście temperatury i długiej żywotności, odpowiedni do różnych środowisk.

Silnik serwo AC jest również silnikiem bezszczotkowym, dzieli się na silnik synchroniczny i asynchroniczny. Do sterowania ruchem prądu zwykle stosuje się silnik synchroniczny. Zakres jego mocy może być bardzo duży, duża bezwładność, najwyższa prędkość jest niska, prędkość wzrasta wraz ze wzrostem mocy i równomiernym spadkiem, odpowiedni do płynnej pracy przy niskiej prędkości.

Wewnątrz wirnika serwosilnika znajdują się magnesy trwałe, trójfazowy napęd elektryczny sterujący U/V/W z pola elektromagnetycznego, pod działaniem obracającego się wirnika w tym polu, w tym samym czasie silnik z sygnałem sprzężenia zwrotnego enkodera przesyła do napędu, wartość sprzężenia zwrotnego porównywana jest z celem, w celu regulacji kąta obrotu wirnika, precyzja serwosilnika jest określana przez precyzję enkodera (numer linii).

Czym jest serwomotor? Ile jest jego rodzajów? Jakie są jego cechy charakterystyczne?

Odpowiedź: Serwomechanizm elektryczny znany jest również jako wykonawczy element wykonawczy. W automatycznym systemie sterowania jako element wykonawczy wykorzystywany jest otrzymany sygnał elektryczny, który przekazuje sygnał elektryczny do osi elektrycznej w celu określenia przemieszczenia kątowego lub prędkości kątowej.