Co to jest serwo silnik?
A serwo silnik zazwyczaj składa się z kompletnego systemu serwonapędowego obejmującego silnik, precyzyjny enkoder (lub inny czujnik sprzężenia zwrotnego), napęd serwonapędowy i kontroler główny. W przeciwieństwie do tradycyjnych silników, system ten opiera się na mechanizmie sterowania ze sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej, umożliwiając precyzyjną kontrolę pozycji, prędkości i momentu obrotowego w czasie rzeczywistym na podstawie poleceń, a także zapewnia szybką odpowiedź.
Jak działa serwo silnik?
Precyzja serwosilnika wynika z jego układu sterowania zamkniętego. Układ ten osiąga kontrolę wysokiej precyzji dzięki ciągłemu cyklowi polecenie-odpowiedź-korekta: najpierw kontroler nadrzędny wysyła sygnał polecenia określający położenie docelowe; następnie napęd serwowy wzmocnia ten sygnał do postaci prądu o dużej mocy w celu napędzenia silnika. W tym samym czasie wbudowany w silnik enkoder lub czujnik monitoruje rzeczywiste położenie i prędkość w czasie rzeczywistym oraz przekazuje dane zwrotne do napędu. Napęd w sposób ciągły porównuje położenia docelowe i rzeczywiste, wykorzystując strategie sterowania, takie jak algorytmy PID. Gdy zostanie wykryte odchylenie (na przykład spowodowane zmianą obciążenia), natychmiast dokonuje się korekty prądu wyjściowego w celu dynamicznej poprawy. Cały proces odbywa się w ciągu kilku milisekund, umożliwiając silnikowi szybkie osiągnięcie i dokładne utrzymanie położenia docelowego oraz zachowanie stabilności nawet pod wpływem zakłóceń zewnętrznych. Dzięki temu serwosilniki znacząco przewyższają rozwiązania otwarte, takie jak silniki krokowe, pod względem kontroli momentu obrotowego, prędkości i położenia.
Rodzaje serwomotorów
Silniki serwo można podzielić na silniki serwo prądu stałego (DC) i silniki serwo prądu przemiennego (AC) w zależności od typu zasilania.
-
Silniki serwomocyny
W warunkach zasilania prądem przemiennym silniki dzielą się głównie na silniki synchroniczne z magnesami trwałymi (PMSM) i silniki asynchroniczne (ASM), w zależności od zasady działania i budowy. Silniki PMSM oferują zalety takie jak wysoka precyzja i szybka odpowiedź, są powszechnie stosowane w zastosowaniach wymagających precyzyjnej kontroli, takich jak roboty przemysłowe, maszyny CNC, urządzenia półprzewodnikowe i linie produkcyjne automatyczne. Z kolei silniki serwo asynchroniczne są bardziej odpowiednie do urządzeń o wysokiej mocy, dużej prędkości i stosunkowo niższych wymaganiach dotyczących dokładności, takich jak wirówki, kompresory itp.
-
Silniki serwospawalne DC
Gdy są zasilane prądem stałym, serwosilniki są głównie dzielone na silniki prądu stałego z komutacją mechaniczną (Brushed DC Servo Motors) i silniki bezszczotkowe prądu stałego (BLDC), w zależności od ich struktury i trybu pracy. Kluczową różnicą między nimi jest sposób komutacji: serwosilniki z komutacją mechaniczną wykorzystują fizyczny kontakt między szczotkami a komutatorem, podczas gdy serwosilniki BLDC stosują komutację elektroniczną, wykorzystując czujniki położenia i elementy wykonawcze do precyzyjnej kontroli. Obecnie serwosilniki BLDC, dzięki znaczącym zaletom w zakresie wydajności, niezawodności i trwałości, stopniowo zastępują typy ze szczotkami i stały się głównym wyborem w zastosowaniach serwomechanizmów wymagających wysokiej precyzji i niezawodności.
Zastosowania serwosilników
Unikalne właściwości serwosilników czynią je niezastąpionymi w wielu dziedzinach:
- Automatyka przemysłowa: robotyka, obróbka CNC, urządzenia pakujące itp.
- Robotyka: kontrola stawów w ramionach i nogach robota z precyzyjnym ruchem.
- Elektronika konsumencka: Napęd obiektywu aparatu w celu osiągnięcia autofokusu oraz kontrola ruchu głowicy drukującej w drukarkach 3D klasy premium.
- Sprzęt medyczny: Zasilanie precyzyjnych narzędzi w robotach chirurgicznych oraz kontrola pomp do płynów w maszynach diagnostycznych.
Nasze silniki serwo
-
Silnik serwo DC zintegrowany NEMA 23 : bezszczotkowy silnik DC o wielkości obudowy 57 mm, zintegrowany z enkoderem 16-bitowym oraz napędem serwo.
-
Silnik serwo AC EtherCAT : Silnik serwo obejmujący najpowszechniej stosowany zakres mocy od 0,05 kW do 7,5 kW, wyposażony w 17-bitowy wieloobrotowy magnetyczny enkoder absolutny. Napęd serwo obsługuje zasilanie jednofazowe i trójfazowe z komunikacją EtherCAT.
-
Silnik serwo AC z impulsowym sterowaniem : Silnik serwo obejmujący najpowszechniej stosowany zakres mocy od 0,05 kW do 7,5 kW, wyposażony w 17-bitowy wieloobrotowy magnetyczny enkoder absolutny. Napęd serwo obsługuje zasilanie jednofazowe i trójfazowe z komunikacją impulsową.
