Servo drive (din latină servus - servitor, asistent, sclav) sau servo drive - o acționare mecanică cu corectare automată a stării prin feedback negativ intern , în conformitate cu parametrii stabiliți din exterior.
Un servomotor este orice tip de acționare mecanică (dispozitiv, corp de lucru) care include un senzor (poziție, viteză, efort etc.) și o unitate de control al acționării (circuit electronic sau sistem de legătură mecanică) care menține automat parametrii necesari pe senzor (și, respectiv, pe dispozitiv) în funcție de valoarea externă setată (poziția butonului de control sau valoarea numerică de la alte sisteme).
Mai simplu spus, un servomotor este un „executor precis automat” - primind valoarea unui parametru de control ca intrare (în timp real), „pe cont propriu” (pe baza citirilor senzorului) caută să creeze și să mențină această valoare la ieșirea actuatorului.
Servoacționările, ca categorie de acționări, includ multe regulatoare și amplificatoare diferite cu feedback negativ, de exemplu, amplificatoare hidraulice, electrice, pneumatice pentru acționarea manuală a elementelor de control (în special, sistemele de direcție și frânare pe tractoare și mașini), totuși, termenul „servo drive” este cel mai des (și în acest articol) folosit pentru a se referi la o acționare electrică cu feedback de poziție utilizat în sistemele automate pentru a conduce elementele de control și corpurile de lucru .
Servoacționările sunt utilizate în prezent în echipamentele de înaltă performanță din următoarele industrii: inginerie mecanică; linii automate de producție: băuturi, ambalaje, materiale de construcție, electronice etc., echipamente de manipulare; poligrafie; prelucrarea lemnului, industria alimentara.
Cea mai simplă unitate de control pentru un servomotor electric poate fi construită pe un circuit de comparare a valorilor senzorului de feedback și a valorii setate, cu o tensiune de polaritate corespunzătoare (printr-un releu) aplicată motorului electric. Circuitele mai complexe (pe microprocesoare) pot lua în considerare inerția elementului antrenat și pot implementa accelerarea și decelerația lină de către motorul electric pentru a reduce sarcinile dinamice și o poziționare mai precisă (de exemplu, acționarea capetelor în hard disk-urile moderne).
Pentru a controla servomotor sau grupuri de servomotor, puteți utiliza controlere CNC speciale care pot fi construite pe baza controlerelor logice programabile (PLC-uri).
Putere motor: de la 0,05 la 15 kW.
Cuplu (nominal): 0,15 până la 50 Nm.
O altă opțiune pentru poziționarea precisă a elementelor antrenate fără un senzor de feedback este utilizarea unui motor pas cu pas . În acest caz, circuitul de control numără numărul necesar de impulsuri (pași) din poziția de referință (această caracteristică se datorează zgomotului caracteristic al unui motor pas cu pas în unități de 3,5 "și CD / DVD atunci când încearcă să recitiți) În același timp, poziționarea precisă este asigurată de sisteme parametrice cu feedback negativ, care sunt formate de polii corespunzători ai statorului și rotorului motorului pas cu pas care interacționează între ei.Sistemul de control al motorului pas cu pas, activând statorul corespunzător. pol, generează un semnal de comandă pentru sistemul parametric corespunzător.
Deoarece un senzor controlează de obicei elementul antrenat, un servo electric are următoarele avantaje față de un motor pas cu pas :
Dezavantaje în comparație cu motorul pas cu pas
Servoacționarea, totuși, poate fi utilizată pe baza unui motor pas cu pas sau în plus față de acesta, combinând într-o oarecare măsură avantajele acestora și eliminând concurența dintre ele (servoacționarea efectuează o poziționare brută în zona de acțiune a corespunzătoare). sistem parametric al motorului pas cu pas, iar acesta din urmă realizează poziționarea finală la un cuplu relativ mare și fixarea poziției).
PS:
Nu există nicio problemă de fixare într-un servomotor, spre deosebire de unul stepper. Poziționarea și reținerea de înaltă precizie într-o poziție dată este asigurată de funcționarea mașinii electrice în regim de supapă, a cărei esență se reduce la funcționarea sa ca sursă de energie. În funcție de nepotrivirea poziției (și de alte coordonate ale acționării electrice), se formează o sarcină de forță. În același timp, avantajul incontestabil al servomotorizării este eficiența energetică: curentul este furnizat doar în cantitatea necesară pentru a menține corpul de lucru într-o poziție dată. Spre deosebire de modul pas, când se aplică valoarea maximă a curentului, care determină caracteristica unghiulară a mașinii. Caracteristica unghiulară a mașinii este similară pentru mici abateri cu un arc mecanic, care încearcă să „tragă” corpul de lucru în punctul dorit. Într-o unitate pas cu pas, cu cât nepotrivirea poziției este mai mare, cu atât este mai mare forța la un curent constant.
1. Servo rotativ
2. Servo de mișcare liniară
Servomotor sincron - vă permite să setați cu precizie unghiul de rotație (exact la minutele arcului), viteza de rotație, accelerația. Accelerează mai rapid decât asincron, dar de multe ori mai scump.
Servo asincron ( Mașină asincronă cu senzor de viteză) - vă permite să setați cu precizie viteza, chiar și la viteze mici.
Motoare liniare - pot dezvolta accelerații uriașe (până la 70 m/s²).
3. Conform principiului acţiunii
Într -un servomotor electromecanic , mișcarea este formată dintr-un motor electric și o cutie de viteze.
Într -un servomotor electrohidromecanic , mișcarea este formată de un sistem piston-cilindru. Aceste servomotor au o viteză de ordin de mărime mai mare în comparație cu cele electromecanice.
Servomotorizările sunt utilizate pentru poziționarea precisă (în funcție de senzor) (cel mai adesea) a elementului antrenat în sistemele automate:
Servomotoarele rotative de mișcare sunt utilizate pentru :
Servomotorizările cu mișcare liniară sunt utilizate, de exemplu, la mașinile pentru instalarea componentelor electronice pe plăci de circuite imprimate.
Un servomotor este un servomotor cu un motor proiectat pentru a muta arborele de ieșire în poziția dorită (în conformitate cu semnalul de control) și pentru a menține automat în mod activ această poziție.
Servomotoarele sunt folosite pentru a conduce dispozitive controlate de rotația arborelui, cum ar fi supapele de deschidere și închidere, întrerupătoare și așa mai departe.
Caracteristicile importante ale unui servomotor sunt dinamica motorului, uniformitatea mișcării, eficiența energetică .
Servomotoarele sunt utilizate pe scară largă în industrie , cum ar fi metalurgie , mașini- unelte CNC , echipamente de presă și ștanțare, industria auto , materialul rulant de tracțiune al căilor ferate .
În cea mai mare parte, servomotorizările foloseau motoare cu perii cu 3 poli, în care un rotor greu cu înfășurări se rotește în interiorul magneților.
Prima îmbunătățire care a fost aplicată a fost creșterea numărului de înfășurări la 5. Astfel, cuplul și viteza de accelerație au crescut. A doua îmbunătățire este o schimbare în designul motorului. Un miez de oțel cu înfășurări este foarte greu de rotit rapid. Prin urmare, designul a fost schimbat - înfășurările sunt în afara magneților și este exclusă rotația miezului de oțel. Astfel, greutatea motorului a scăzut, timpul de accelerație a scăzut și costul a crescut.
Și, în sfârșit, al treilea pas este utilizarea motoarelor fără perii. Motoarele fără perii sunt mai eficiente deoarece nu există perii sau contacte glisante. Sunt mai eficiente, oferă mai multă putere, viteză, accelerație, cuplu.