Co je to servomotor?
A servomotor obvykle sestává z kompletního servosystému, který zahrnuje motor, vysoce přesný enkodér (nebo jiný snímač zpětné vazby), servopohon a řídicí jednotku. Na rozdíl od běžných motorů tento systém využívá uzavřené regulační smyčky se zpětnou vazbou, což umožňuje přesnou kontrolu polohy, rychlosti a točivého momentu v reálném čase podle příkazů, zároveň s rychlou odezvou.
Jak funguje servomotor?
Přesnost servomotoru vyplývá z jeho regulačního obvodu se zpětnou vazbou. Tento systém dosahuje vysoce přesné kontroly prostřednictvím neustálého cyklu příkaz-zpětná vazba-korekce: nejprve vydá řídicí systém vyšší úrovně signál s příkazem určujícím cílovou polohu; servopohon poté tento signál zesílí na výkonový proud, který pohání motor. Současně sleduje vestavěný enkodér nebo senzor motoru skutečnou polohu a rychlost v reálném čase a předává zpětnou vazbu pohonu. Pohon neustále porovnává cílovou a skutečnou polohu pomocí regulačních strategií, jako jsou PID algoritmy. Jakmile je zaznamenána odchylka (například kvůli změnám zatížení), okamžitě upraví výstupní proud pro dynamickou korekci. Celý proces je dokončen během milisekund, což umožňuje motoru rychle dosáhnout a přesně udržovat cílovou polohu, a zůstává stabilním i za přítomnosti vnějších rušení. V porovnání s řešeními bez zpětné vazby, jako jsou krokové motory, to výrazně převyšuje výkon v oblasti točivého momentu, rychlosti a polohové kontroly.
Typy servomotorů
Střídavé servomotory lze dělit podle způsobu napájení na stejnosměrné servomotory a střídavé servomotory.
-
AC servomotory
Při střídavém napájení jsou motory primárně rozděleny podle principu a konstrukce na synchronní servomotory s permanentními magnety (PMSM) a asynchronní servomotory (ASM). PMSM mají výhody jako vysoká přesnost a rychlá odezva a jsou široce využívány v aplikacích s vysokou přesností řízení, jako jsou průmyslové roboty, CNC obráběcí stroje, polovodičová zařízení a automatické výrobní linky. Na druhou stranu jsou asynchronní servomotory vhodnější pro zařízení s vysokým výkonem, vysokou rychlostí a relativně nižšími nároky na přesnost, jako jsou například odstředivky nebo kompresory.
-
DC servomotory
Při napájení stejnosměrným proudem se servomotory primárně dělí podle své konstrukce a provozního režimu na stejnosměrné servomotory s kartáčky a bezkartáčkové stejnosměrné servomotory (BLDC). Základní rozdíl mezi nimi spočívá v způsobu komutace: servomotory s kartáčky využívají mechanickou komutaci, která závisí na fyzickém kontaktu mezi kartáčky a komutátorem; zatímco BLDC servomotory používají elektronickou komutaci, při které využívají polohové senzory a akční členy pro přesnou kontrolu. V současnosti se BLDC servomotory, díky svým výrazným výhodám výkonu, spolehlivosti a životnosti, postupně stávají mainstreamní volbou pro vysokopřesné a vysoce spolehlivé servopohonové aplikace a nahrazují typy s kartáčky.
Aplikace servomotorů
Jedinečné vlastnosti servomotorů je činí nepostradatelnými v široké škále oborů:
- Průmyslová automatizace: Robotika, CNC obrábění, balicí zařízení atd.
- Robotika: Řízení kloubů v robotických pažích a nohou s přesným pohybem.
- Elektronika pro spotřebitele: Pohon objektivu fotoaparátu pro dosažení automatického ostření a řízení pohybu tiskové hlavy u náročných 3D tiskáren.
- Lékařské přístroje: Napájení přesných nástrojů v operačních robotech a řízení pumpy tekutin v diagnostických zařízeních.
Výběr produktů servomotorů
-
NEMA 23 Integrovaný stejnosměrný servomotor : bezkartáčový stejnosměrný motor ve velikosti 57 mm s 16bitovým enkodérem a integrovaným servopohonem.
-
EtherCAT střídavý servomotor : Servomotor, který pokrývá nejčastější výkonové rozmezí 0,05 kW až 7,5 kW s 17bitovým víceotáčkovým magnetickým absolutním enkodérem. Servopohon podporuje jednofázové i třífázové napájecí systémy s komunikací EtherCAT.
-
Pulzní střídavý servomotor : Servomotor, který pokrývá nejčastější výkonové rozmezí 0,05 kW až 7,5 kW s 17bitovým víceotáčkovým magnetickým absolutním enkodérem. Servopohon podporuje jednofázové i třífázové napájecí systémy s pulzní komunikací.
