Що таке сервомотор?
A сервомотор зазвичай складається з повної сервосистеми, що включає двигун, енкодер високої точності (або інший датчик зворотного зв’язку), серводрайвер та головний контролер. На відміну від звичайних двигунів, ця система ґрунтується на механізмі керування зі зворотним зв’язком у замкненому контурі, що дозволяє здійснювати керування з високою точністю позиціонуванням, швидкістю та крутним моментом у реальному часі відповідно до команд, забезпечуючи при цьому швидку реакцію.
Як працює сервомотор?
Точність сервомотора випливає з його системи керування із замкненим зворотним зв’язком. Ця система забезпечує високу точність керування за допомогою безперервного циклу команд-зворотного зв’язку-корекції: спочатку контролер верхнього рівня видає сигнал команди, який визначає цільову позицію; потім сервопривід підсилює цей сигнал до високого струму, щоб привести двигун у рух. У той же час вбудований у двигун енкодер або датчик у реальному часі відстежує фактичне положення та швидкість і передає ці дані назад у привід. Привід безперервно порівнює цільове та фактичне положення, використовуючи такі стратегії керування, як ПІД-алгоритми. Як тільки виявляється відхилення (наприклад, через зміни навантаження), він негайно коригує вихідний струм для динамічної корекції. Весь процес виконується протягом кількох мілісекунд, що дозволяє двигуну швидко досягати та точно утримувати цільову позицію, залишаючись стабільним навіть за наявності зовнішніх завад. Це суттєво перевершує рішення із відкритим зворотним зв’язком, такі як крокові двигуни, з точки зору крутного моменту, швидкості та керування позицією.
Типи сервомоторів
Сервомотори можна поділити на постійного струму (DC) та змінного струму (AC) залежно від типу джерела живлення.
-
Сервомотори
За умов живлення змінним струмом двигуни переважно поділяються на синхронні сервомотори з постійними магнітами (PMSM) і асинхронні сервомотори (ASM), залежно від принципу роботи та конструкції. PMSM мають переваги, такі як висока точність і швидка реакція, і широко використовуються в застосунках з високоточним керуванням, таких як промислові роботи, верстати з числовим програмним керуванням, напівпровідникове обладнання та автоматизовані виробничі лінії. З іншого боку, асинхронні сервомотори більше підходять для обладнання з високою потужністю, високою швидкістю та порівняно нижчими вимогами до точності, наприклад, для центрифуг, компресорів тощо.
-
DC сервомотори
Коли сервомотори працюють від постійного струму, їх переважно класифікують як сервомотори постійного струму з щітками та сервомотори постійного струму без щіток (BLDC), залежно від їхньої конструкції та режиму роботи. Основна відмінність між ними полягає в методі комутації: сервомотори постійного струму з щітками використовують механічну комутацію, покладаючись на фізичний контакт між щітками та колектором; тоді як сервомотори BLDC використовують електронну комутацію, використовуючи датчики положення та виконавчі механізми для точного керування. Наразі сервомотори BLDC, завдяки суттєвим перевагам у продуктивності, надійності та терміні служби, поступово замінюють щіткові моделі й стають основним вибором для високоточних та високонадійних сервоприводів.
Застосування сервомоторів
Унікальні можливості сервомоторів роблять їх незамінними в багатьох галузях:
- Промислова автоматизація: робототехніка, обробка на верстатах з ЧПК, упакувальне обладнання тощо.
- Робототехніка: контроль рухів у суглобах роботизованих рук і ніг із точною траєкторією руху.
- Електроніка для споживачів: Привід об'єктива в камері для досягнення автоматичного фокусування та керування рухом друкуючої головки в 3D-принтерах класу преміум.
- Медичне обладнання: Забезпечення точних інструментів у хірургічних роботах і керування насосами рідини в діагностичних машинах.
Популярні продукти: сервомотори
-
Сервомотор NEMA 23, інтегрований постійного струму : двигун постійного струму без щіток з розміром корпусу 57 мм, інтегрований з 16-бітним енкодером і серводрайвером.
-
Сервомотор змінного струму EtherCAT : Сервомотор, який охоплює найпоширеніший діапазон потужності від 0,05 кВт до 7,5 кВт з 17-бітним багатообертним абсолютним магнітним енкодером. Серводрайвер підтримує однофазні та трифазні системи живлення з комунікацією EtherCAT.
-
Сервомотор змінного струму з імпульсним керуванням : Сервомотор, який охоплює найпоширеніший діапазон потужності від 0,05 кВт до 7,5 кВт з 17-бітним багатообертним абсолютним магнітним енкодером. Серводрайвер підтримує однофазні та трифазні системи живлення з імпульсним керуванням.
