Что такое сервомотор?
A сервомотор обычно состоит из полной сервосистемы, включающей двигатель, высокоточный энкодер (или другой датчик обратной связи), сервопривод и главный контроллер. В отличие от традиционных двигателей, эта система основывается на механизме замкнутой обратной связи, который обеспечивает высокоточное управление положением, скоростью и крутящим моментом в реальном времени согласно командам, а также быстрый отклик.
Как работает сервомотор?
Точность серводвигателя обусловлена системой управления с замкнутой обратной связью. Эта система обеспечивает высокую точность управления благодаря непрерывному циклу команды-обратной связи-коррекции: контроллер верхнего уровня сначала выдает командный сигнал, определяющий целевую позицию; затем сервопривод усиливает этот сигнал до высокомощного тока для управления двигателем. В то же время встроенный в двигатель энкодер или датчик в реальном времени отслеживает фактическое положение и скорость, предоставляя обратную связь для привода. Привод постоянно сравнивает целевое и фактическое положения, используя такие стратегии управления, как ПИД-алгоритмы. Как только обнаруживается отклонение (например, из-за изменения нагрузки), он немедленно корректирует выходной ток для динамической компенсации. Весь процесс завершается в течение нескольких миллисекунд, что позволяет двигателю быстро достигать и точно удерживать целевую позицию, оставаясь стабильным даже при внешних помехах. Это значительно превосходит разомкнутые решения, такие как шаговые двигатели, по управлению крутящим моментом, скоростью и положением.
Типы сервомоторов
Серводвигатели делятся на постоянного тока (DC) и переменного тока (AC) в зависимости от типа источника питания.
-
Сервомоторы
При питании от переменного тока двигатели в основном подразделяются на синхронные серводвигатели с постоянными магнитами (PMSM) и асинхронные серводвигатели (ASM), в зависимости от принципа действия и конструкции. PMSM обладают такими преимуществами, как высокая точность и быстрый отклик, и широко используются в приложениях с высокой степенью точности, таких как промышленные роботы, станки с числовым программным управлением, оборудование для производства полупроводников и автоматизированные производственные линии. В свою очередь, асинхронные серводвигатели более подходят для оборудования с высокой мощностью, высокой скоростью и относительно низкими требованиями к точности, например, для центрифуг и компрессоров.
-
Сервомоторы постоянного тока
При питании от постоянного тока серводвигатели в основном классифицируются как серводвигатели постоянного тока с щетками и бесщеточные серводвигатели постоянного тока (BLDC) в зависимости от их конструкции и режима работы. Основное различие между ними заключается в методе коммутации: серводвигатели постоянного тока с щетками используют механическую коммутацию, полагаясь на физический контакт между щетками и коммутатором; в то время как серводвигатели BLDC используют электронную коммутацию, применяя датчики положения и исполнительные механизмы для точного управления. В настоящее время серводвигатели BLDC, обладающие значительными преимуществами в производительности, надежности и сроке службы, постепенно заменяют щеточные типы и становятся основным выбором для высокоточных и высоконадежных сервоприменений.
Применение серводвигателей
Уникальные возможности серводвигателей делают их незаменимыми в широком спектре областей:
- Промышленная автоматизация: робототехника, станки с ЧПУ, упаковочное оборудование и т.д.
- Робототехника: контроль суставов в роботизированных руках и ногах с точным движением.
- Электроника для потребителей: Привод линзы в камере для реализации автофокуса и управление движением печатающей головки в высококачественных 3D-принтерах.
- Медицинское оборудование: Электропитание точных инструментов в хирургических роботах и контроль работы насосов жидкости в диагностических машинах.
Рекомендуемые продукты: Серводвигатели
-
Серводвигатель постоянного тока NEMA 23 в интегрированном корпусе : бесщеточный двигатель постоянного тока с размером корпуса 57 мм, оснащенный 16-битным энкодером и сервоусилителем.
-
Серводвигатель переменного тока EtherCAT : Серводвигатель, охватывающий наиболее распространенный диапазон мощности от 0,05 кВт до 7,5 кВт, с абсолютным магнитным энкодером многократного вращения на 17 бит. Сервоусилитель поддерживает однофазные и трехфазные системы электропитания с коммуникацией EtherCAT.
-
Серводвигатель переменного тока с импульсным управлением : Серводвигатель, охватывающий наиболее распространенный диапазон мощности от 0,05 кВт до 7,5 кВт, с абсолютным магнитным энкодером многократного вращения на 17 бит. Сервоусилитель поддерживает однофазные и трехфазные системы электропитания с импульсной коммуникацией.
