Какво е сервомотор?
А сервомотор обикновено се състои от цяла серво система, включваща мотора, прецизен енкодер (или друг сензор за обратна връзка), серво драйв и основен контролер. За разлика от конвенционалните мотори, тази система разчита на механизъм за контрол с обратна връзка в затворен цикъл, който осигурява прецизен контрол на позицията, скоростта и въртящия момент в реално време въз основа на команди, а също така предлага бърз отговор.
Как работи серво мотор?
Точността на серво мотора произлиза от неговата система за контрол в затворен цикъл. Тази система постига прецизен контрол чрез непрекъснат цикъл от команда-обратна връзка-корекция: контролерът на по-високо ниво първо изпраща сигнала на зададената позиция; серво задвижването след това усилва този сигнал до високомощностен ток, който задвижва мотора. В същото време вграденият в мотора кодер или сензор следи в реално време действителната позиция и скорост и предоставя обратна връзка към задвижването. Задвижването непрекъснато сравнява целевата и действителната позиции, като използва контролни алгоритми, като PID. Веднъж щом се открие отклонение (например вследствие на промени в натоварването), то незабавно коригира изходния ток за динамична корекция. Целият процес се изпълнява за няколко милисекунди, което позволява на мотора бързо да достигне и точно да поддържа целевата позиция, оставайки стабилен дори при външни смущения. Това значително надминава характеристиките на решенията с отворен цикъл, като например стъпковите мотори, по отношение на въртящия момент, скоростта и контрола на позицията.
Видове сервомотори
Сервоелектродвигателите могат да се разделят на постоянен ток (DC) и променлив ток (AC) според типа на захранването.
-
С изключение на:
При захранване с променлив ток, електродвигателите са разделени на синхронни сервоелектродвигатели с постоянни магнити (PMSM) и асинхронни сервоелектродвигатели (ASM), в зависимост от принципа на работа и конструкцията. PMSM осигурява предимства като висока прецизност и бърза реакция, и се използва широко в приложения с висока точност като индустриални роботи, CNC машини, полупроводникови устройства и автоматизирани производствени линии. От друга страна, асинхронните сервоелектродвигатели са по-подходящи за оборудване с висока мощност, висока скорост и относително ниски изисквания за прецизност, като центрофуги, компресори и др.
-
DC серво мотори
Когато се захранват с постоянен ток, сервомоторите се класифицират предимно като сервомотори с четки (Brushed DC Servo Motors) и безчеткови сервомотори с постоянен ток (BLDC), в зависимост от тяхната конструкция и режим на работа. Основната разлика между двата типа се състои в метода на комутация: сервомоторите с четки използват механична комутация, като разчитат на физически контакт между четки и колектор; докато BLDC сервомоторите използват електронна комутация, като прилагат сензори за позиция и изпълнителни механизми за прецизен контрол. В момента BLDC сервомоторите, със значителни предимства по отношение на производителността, надеждността и живота на употреба, постепенно изместват типовете с четки и са станали основен избор за високоточни и високо надеждни серво приложения.
Приложения на сервомотори
Уникалните възможности на сервомоторите ги правят незаменими в широк спектър от области:
- Индустриална автоматизация: Роботика, CNC обработка, опакователни машини и др.
- Роботика: Контрол на стави в роботизирани ръце и крака с прецизно движение.
- Електроника за потребителя: Задвижване на обектива в камерата, за да се постигне автоматично фокусиране и контрол на движението на принтерната глава при висок клас 3D принтери.
- Медицинско оборудване: Задвижване на прецизни инструменти в хирургични роботи и контрол на флуидни помпи в диагностични машини.
Продукти със серво двигатели
-
NEMA 23 Интегриран DC Серво Мотор : щ60 мм двигател с безчетков DC мотор, интегриран с 16-битов енкодер и серво драйв.
-
EtherCAT AC Серво Мотор : Серво Мотор, обхващащ най-често срещаният диапазон на мощност от 0.05kW до 7.5kW с 17-битов многократен магнитен абсолютен енкодер. Серво драйвът поддържа еднофазни и трифазни захранващи системи с комуникация EtherCAT.
-
Pulse AC Серво Мотор : Серво Мотор, обхващащ най-често срещаният диапазон на мощност от 0.05kW до 7.5kW с 17-битов многократен магнитен абсолютен енкодер. Серво драйвът поддържа еднофазни и трифазни захранващи системи с комуникация Pulse.
