ماذا يعني محرك السيرفو؟
أ محرك الخدمة يتكون عادةً من نظام مؤازر كامل يتضمن المحرك، ومحرضًا عالي الدقة (أو مستشعر تغذية راجعة آخر)، ووحدة قيادة المؤازرة، ووحدة تحكم رئيسية. وعلى عكس المحركات التقليدية، فإن هذا النظام يعتمد على آلية تحكم راجعة مغلقة، مما يمكّن من التحكم بدقة عالية في الموقع والسرعة والعزم في الوقت الفعلي وفقًا للأوامر المستلمة، كما يوفر استجابة سريعة.
كيف يعمل محرك الخدمة؟
إن دقة محرك السيرفو تأتي من نظام التحكم المغلق. يحقق هذا النظام تحكمًا دقيقًا عالي المستوى من خلال دورة مستمرة من الأمر-التغذية الراجعة-التصحيح: حيث يصدر المتحكم العلوي في البداية إشارة أمر تحدد الموضع المستهدف، ثم يقوم محرك السيرفو بتكبير هذه الإشارة إلى تيار ذي قوة عالية لتشغيل المحرك. وفي الوقت نفسه، تراقب وحدة التشفير أو المستشعر المدمجة داخل المحرك الموضع والسرعة الفعليين في الوقت الفعلي وتزود المحرك بالتغذية الراجعة. ويقوم المحرك بمقارنة الموضع المستهدف مع الموضع الفعلي باستمرار باستخدام استراتيجيات تحكم مثل خوارزميات PID. بمجرد اكتشاف أي انحراف (مثلًا بسبب تغييرات الحمل)، يُجري المحرك تعديلًا فوريًا للتيار المخرج لتصحيح الوضع ديناميكيًا. تكتمل العملية بأكملها خلال جزء من الثانية، مما يمكن المحرك من الوصول بسرعة والحفاظ بدقة على الموضع المستهدف والبقاء مستقرًا حتى تحت تأثير تدخلات خارجية. وهذا يتفوق بشكل كبير على الحلول ذات الحلقة المفتوحة مثل محركات الخطوات من حيث عزم الدوران والسرعة والتحكم في الموضع.
أنواع محركات الخدمة
تُقسَم المحركات المؤازرة إلى محركات مؤازرة تيار مستمر ومحركات مؤازرة تيار متردد وفقًا لنوع مصدر الطاقة.
-
محركات الخدمة التيارية
في ظروف التغذية الكهربائية بالتيار المتردد، تُصنَف المحركات بشكل رئيسي إلى محركات مؤازرة متزامنة ذات مغناطيس دائم (PMSM) ومحركات مؤازرة غير متزامنة (ASM)، اعتمادًا على مبدأ عملها وبنائها. تمتلك محركات PMSM مزايا مثل الدقة العالية والاستجابة السريعة، وتُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات التحكم عالية الدقة مثل الروبوتات الصناعية وآلات التشغيل العددي CNC ومعدات أشباه الموصلات والخطوط الإنتاجية الآلية. من ناحية أخرى، تكون المحركات المؤازرة غير المتزامنة أكثر ملاءمة للمعدات ذات القدرة العالية والسرعة العالية ومتطلبات الدقة النسبية المنخفضة، مثل أجهزة الطرد المركزي والمضخات الهوائية وما إلى ذلك.
-
محركات السيرفو DC
عند تشغيلها بالتيار المستمر، تندرج المحركات المؤازرة بشكل رئيسي إلى نوعين هما محركات مؤازرة تيار مستمر ذات فرشاة ومحركات مؤازرة تيار مستمر بدون فرشاة (BLDC)، وذلك اعتمادًا على هيكلها وطريقة تشغيلها. الفرق الأساسي بين النوعين يكمن في طريقة التبديل: حيث تستخدم المحركات المؤازرة ذات الفرشاة تبديلًا ميكانيكيًا، تعتمد على الاتصال المادي بين الفرشاة والمبدّل؛ في حين تستخدم محركات BLDC المؤازرة تبديلًا إلكترونيًا، تستفيد من أجهزة استشعار الموضع والمُفعِّلات للتحكم الدقيق. حاليًا، تتمتع محركات BLDC المؤازرة بمزايا كبيرة من حيث الأداء والموثوقية وطول العمر الافتراضي، ولذلك استبدلت تدريجيًا المحركات ذات الفرشاة وأصبحت الخيار الرئيسي لتطبيقات المؤازرة عالية الدقة والعالية الموثوقية.
تطبيقات المحرك المؤازر
تجعل القدرات الفريدة للمحرك المؤازر منه ضروريًا في مجموعة واسعة من المجالات:
- الأتمتة الصناعية: الروبوتات، ماكينات التشغيل الآلي بالتحكم العددي (CNC)، معدات التعبئة، إلخ.
- الروبوتات: التحكم بالمفاصل في الذراعين والساقين الروبوتية بحركة دقيقة.
- الإلكترونيات الاستهلاكية: دفع العدسة في الكاميرا لتحقيق التركيز التلقائي والتحكم في حركة رأس الطباعة في طابعات ثلاثية الأبعاد عالية الجودة.
- المعدات الطبية: تزويد الأدوات الدقيقة في الروبوتات الجراحية بالطاقة والتحكم في مضخات السوائل في الآلات التشخيصية.
محركات سيرفو المميزة
-
محرك سيرفو تيار مستمر متكامل من النوع NEMA 23 : محرك تيار مستمر بدون فرشاة بحجم إطار 57 مم مدمج مع مُشفِّر 16 بت ومحفِّز سيرفو.
-
محرك سيرفو تيار متردد بروتوكول EtherCAT : محرك سيرفو يغطي نطاق القدرة الأكثر شيوعاً من 0.05 كيلوواط إلى 7.5 كيلوواط مع مشفِّر مغناطيسي مطلق متعدد الدورات بدقة 17 بت. يدعم محرك السيرفو أنظمة التغذية أحادية الطور وثلاثية الأطوار مع اتصال EtherCAT.
-
محرك سيرفو تيار متردد نبضي : محرك سيرفو يغطي نطاق القدرة الأكثر شيوعاً من 0.05 كيلوواط إلى 7.5 كيلوواط مع مشفِّر مغناطيسي مطلق متعدد الدورات بدقة 17 بت. يدعم محرك السيرفو أنظمة التغذية أحادية الطور وثلاثية الأطوار مع اتصال نبضي.
