Mikä on servomoottori?
A servo-moottori koostuu yleensä koko servojärjestelmästä, joka sisältää moottorin, korkean tarkkuuden enkooderin (tai muun takaisinkytkentäanturin), servovirtakäytön ja pääkontrollerin. Toisin kuin perinteiset moottorit, tämä järjestelmä tukeutuu suljettuun takaisinkytkentäohjausmekanismiin, joka mahdollistaa tarkan aseman, nopeuden ja vääntömomentin ohjauksen reaaliaikaisesti komentojen mukaan ja tarjoaa myös nopean vasta-ajon.
Kuinka servomoottori toimii?
Servomoottorin tarkkuus johtuu sen suljetun säätöpiirin järjestelmästä. Tämä järjestelmä saavuttaa korkean tarkkuuden toteuttamalla jatkuvan komento-vastaus-korjaus-syklin: ylempi ohjain lähettää ensin komentosignaalin, joka määrittää tavoitesieman; servomoottorin ohjain puolestaan vahvistaa tämän signaalin korkean tehon sähkövirraksi, joka ajaa moottorin. Samanaikaisesti moottorin sisäänrakennettu enkooderi tai anturi seuraa todellista asemaa ja nopeutta reaaliajassa ja antaa tietoa takaisin ohjaimelle. Ohjain vertaa jatkuvasti tavoite- ja todellisasemia käyttäen säätöstrategioita, kuten PID-algoritmeja. Kun poikkeama havaitaan (esimerkiksi kuormituksen muutoksen vuoksi), se heti säätää lähtövirtaa dynaamista korjausta varten. Koko prosessi suoritetaan millisekunnin kuluessa, jolloin moottori pääsee nopeasti ja tarkasti tavoitesiemaan ja pysyy siinä vakiona ulkoisesta häiriöistä huolimatta. Tämä toiminta ylittää selvästi avoimet ratkaisut, kuten askellajit, vääntömomentin, nopeuden ja asemansäädön osalta.
Servomoottorityypit
Servomoottorit voidaan jakaa DC-servomoottoreihin ja AC-servomoottoreihin virranlähteen tyypin mukaan.
-
AC-servomoottorit
AC-virranlähteen ehdot vallitessa moottorit luokitellaan pääasiassa rakenteen ja toimintaperiaatteen mukaan joko pysyvämagneettisiksi synkronisiksi servomoottoreiksi (PMSM) tai epäsynkronisiksi servomoottoreiksi (ASM). PMSM-tyypillä on etuja, kuten korkea tarkkuus ja nopea vaste, ja sitä käytetään laajasti korkean tarkkuuden säätösovelluksissa, kuten teollisuusrobotiikassa, CNC-koneistuskeskuksissa, puolijohdelaitteissa ja automaattisilla tuotantolinjoilla. Epäsynkroniset servomoottorit puolestaan soveltuvat paremmin laitteisiin, joissa tarvitaan suurta tehoa ja nopeutta sekä suhteellisen alhainen tarkkuusvaatimus, kuten sentrifugeihin ja kompressoreihin.
-
DC-servomoottorit
Kun tasavirtavirtaa käytetään, servomoottoreita luokitellaan ensisijaisesti harjallisiin tasavirta-servomoottoreihin ja harjattomiin tasavirta-servomoottoreihin (BLDC) rakenteen ja toimintatavan mukaan. Näiden välinen ydinerotus perustuu niiden kommutointimenetelmään: harjalliset tasavirta-servomoottorit käyttävät mekaanista kommutointia ja ne perustuvat harjojen ja kommutaattorin väliseen fyysiseen kosketukseen; kun taas BLDC-servomoottorit käyttävät elektronista kommutointia hyödyntäen sijaintiantureita ja toimilaitteita tarkkaan säätöön. Nykyään BLDC-servomoottoreilla on merkittävät edut suorituskyvyn, luotettavuuden ja käyttöiän suhteen, ja ne ovat vähitellen syrjäyttäneet harjalliset tyypit ja nousseet valtavirtavalinnaksi korkean tarkkuuden ja luotettavuuden servosovelluksissa.
Servomoottorien käyttösovellukset
Servomoottoreiden ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät niistä välttämättömiä monilla eri sovellusalueilla:
- Teollinen automaatio: Robottiikka, CNC-työstö, pakkauskoneet jne.
- Robottekniikka: Tarkan liikkeen hallinta robotti- käsivarsien ja -jalkojen nivelissä.
- Kuluttajatekniikka: Käytä kameran linssin autofokusta ja ohjaa huipputason 3D-tulostimien tulostuspäitä.
- Lääkintälaitteet: Tarjoavat tarkat työkalut leikkausrobotteihin ja ohjaavat nestepumppuja diagnostisissa koneissa.
Esillä olevat servomoottorituotteet
-
NEMA 23 Integroitu DC-servomoottori : 57 mm kehystä kootut moottori ilman harjoja, jossa on 16-bittinen enkooderi ja servomoottorin ohjain.
-
EtherCAT AC-servomoottori : Servomoottori, joka kattaa yleisimmän tehovälin 0,05 kW:sta 7,5 kW:iin 17-bittisen moninkertaisen magneettisen absoluuttienkooderin avulla. Servomoottorin ohjain tukee sekä yksivaiheisia että kolmivaiheisia sähkösyöttöjärjestelmiä EtherCAT-viestinnällä.
-
Pulssi AC-servomoottori : Servomoottori, joka kattaa yleisimmän tehovälin 0,05 kW:sta 7,5 kW:iin 17-bittisen moninkertaisen magneettisen absoluuttienkooderin avulla. Servomoottorin ohjain tukee sekä yksivaiheisia että kolmivaiheisia sähkösyöttöjärjestelmiä pulssiviestinnällä.
