Servo motora pamatzināšanas

Servo motora pamatzināšanas

Vārds "servo" cēlies no grieķu vārda "vergs". Ar “Servomotoru” var saprast motoru, kas absolūti pakļaujas vadības signāla komandai: pirms vadības signāla nosūtīšanas rotors stāv uz vietas; kad tiek nosūtīts vadības signāls, rotors nekavējoties griežas; kad vadības signāls pazūd, rotors var nekavējoties apstāties.

Servo motors ir mikromotors, ko izmanto kā automātiskās vadības ierīces izpildmehānismu. Tās funkcija ir pārveidot elektrisko signālu par rotējošas vārpstas leņķisko nobīdi vai leņķisko ātrumu.

Servo motori ir sadalīti divās kategorijās: maiņstrāvas servo un līdzstrāvas servo

Maiņstrāvas servomotora pamatstruktūra ir līdzīga maiņstrāvas asinhronā motora (asinhronā motora) struktūrai. Uz statora ir divi ierosmes tinumi Wf un vadības tinumi WcoWf ar fāzes telpas nobīdi 90° elektriskajā leņķī uz statora, kas savienoti ar pastāvīgu maiņstrāvas spriegumu un izmanto Wc pielikto maiņstrāvas spriegumu vai fāzes maiņu, lai sasniegtu darbības vadības mērķi. no motora. Maiņstrāvas servomotoram ir stabilas darbības īpašības, laba vadāmība, ātra reakcija, augsta jutība un stingri nelinearitātes rādītāji mehāniskajiem raksturlielumiem un regulēšanas raksturlielumiem (nepieciešams mazāks par 10% līdz 15% un mazāks par 15% līdz 25% attiecīgi).

Līdzstrāvas servomotora pamatstruktūra ir līdzīga vispārējam līdzstrāvas motoram. Motora ātrums n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, kur E ir armatūras pretelektromotorspēks, K ir konstante, j ir magnētiskā plūsma uz polu, Ua, Ia ir armatūras spriegums un armatūras strāva, Ra ir Armatūras pretestība, mainot Ua vai mainot φ, var kontrolēt līdzstrāvas servomotora ātrumu, bet parasti tiek izmantota armatūras sprieguma kontroles metode. Pastāvīgā magnēta līdzstrāvas servomotorā ierosmes tinumu aizstāj ar pastāvīgo magnētu, un magnētiskā plūsma φ ir nemainīga. . Līdzstrāvas servomotoram ir labas lineārās regulēšanas īpašības un ātra reakcija uz laiku.

Līdzstrāvas servomotoru priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības: precīza ātruma kontrole, ciets griezes momenta un ātruma raksturlielumi, vienkāršs vadības princips, ērta lietošana un lēta cena.

Trūkumi: birstes komutācija, ātruma ierobežojums, papildu pretestība un nodiluma daļiņas (nav piemērots putekļiem brīvai un sprādzienbīstamai videi)

Maiņstrāvas servomotora priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības: labi ātruma regulēšanas raksturlielumi, vienmērīga vadība visā ātruma diapazonā, gandrīz nekādu svārstību, augsta efektivitāte virs 90%, mazāka siltuma veidošanās, liela ātruma kontrole, augstas precizitātes pozīcijas kontrole (atkarībā no devēja precizitātes), nominālais darbības laukums Iekšpusē var sasniegt pastāvīgu griezes momentu, zemu inerci, zemu trokšņa līmeni, bez birstes nodiluma, bez apkopes (piemērots bezputekļu, sprādzienbīstamai videi)

Trūkumi: vadība ir sarežģītāka, piedziņas parametri ir jāpielāgo uz vietas, lai noteiktu PID parametrus, un ir nepieciešams vairāk savienojumu.

Līdzstrāvas servomotori ir sadalīti suku un bezsuku motoros

Matētie motori ir zemu izmaksu, vienkāršas struktūras, lieli palaišanas griezes momenti, plaši ātruma regulēšanas diapazoni, viegli vadāmi, nepieciešama apkope, bet viegli kopjami (nomainīt oglekļa suku), rada elektromagnētiskus traucējumus, tiem ir prasības attiecībā uz lietošanas vidi, un parasti tiek izmantoti izmaksu ziņā jutīgos Kopējos rūpnieciskos un civilos gadījumos.

Bezsuku motoriem ir mazs izmērs un viegls svars, liela jauda un ātra reakcija, liels ātrums un maza inerce, stabils griezes moments un vienmērīga griešanās, sarežģīta vadība, inteliģenti, elastīgi elektroniskās komutācijas režīmā, var komutēt kvadrātveida viļņā vai sinusoidālā viļņā, bez apkopes motors, augsta efektivitāte un enerģijas taupīšana, mazs elektromagnētiskais starojums, zems temperatūras paaugstināšanās un ilgs kalpošanas laiks, piemērots dažādām vidēm.

Maiņstrāvas servomotori ir arī bezsuku motori, kurus iedala sinhronajos un asinhronajos motoros. Pašlaik kustību kontrolē parasti izmanto sinhronos motorus. Jaudas diapazons ir liels, jauda var būt liela, inerce ir liela, maksimālais ātrums ir zems, un ātrums palielinās, palielinoties jaudai. Vienota ātruma nolaišanās, piemērota zema ātruma un vienmērīgas skriešanas gadījumiem.

Rotors servomotora iekšpusē ir pastāvīgais magnēts. Vadītājs kontrolē U/V/W trīsfāžu elektrību, veidojot elektromagnētisko lauku. Rotors griežas šī magnētiskā lauka ietekmē. Tajā pašā laikā kodētājs, kas tiek piegādāts kopā ar motoru, pārraida atgriezeniskās saites signālu vadītājam. Vērtības tiek salīdzinātas, lai pielāgotu rotora griešanās leņķi. Servo motora precizitāte ir atkarīga no kodētāja precizitātes (rindu skaita).

Kas ir servomotors? Cik veidu ir? Kādas ir darba īpašības?

Atbilde: Servo motors, kas pazīstams arī kā izpildmotors, tiek izmantots kā izpildmehānisms automātiskajā vadības sistēmā, lai pārveidotu saņemto elektrisko signālu leņķiskā nobīdē vai leņķiskā ātruma izvadē uz motora vārpstas.

Servo motori ir sadalīti divās kategorijās: līdzstrāvas un maiņstrāvas servomotori. To galvenās īpašības ir tādas, ka nenotiek pašrotācija, kad signāla spriegums ir nulle, un ātrums samazinās ar vienmērīgu ātrumu, palielinoties griezes momentam.

Kāda ir veiktspējas atšķirība starp maiņstrāvas servomotoru un bezsuku līdzstrāvas servomotoru?

Atbilde: maiņstrāvas servomotora veiktspēja ir labāka, jo maiņstrāvas servo vada sinusoidāls vilnis un griezes momenta pulsācija ir maza; savukārt bezsuku līdzstrāvas servo tiek kontrolēts ar trapecveida vilni. Bet bezsuku līdzstrāvas servo vadība ir salīdzinoši vienkārša un lēta.

Pastāvīgā magnēta maiņstrāvas servopiedziņas tehnoloģijas straujā attīstība ir likusi līdzstrāvas servosistēmai saskarties ar krīzi, kas tiek likvidēta. Attīstoties tehnoloģijām, pastāvīgā magnēta maiņstrāvas servopiedziņas tehnoloģija ir sasniegusi izcilu attīstību, un slaveni elektriskie ražotāji dažādās valstīs ir nepārtraukti laiduši klajā jaunas maiņstrāvas servomotoru un servopiedziņu sērijas. Maiņstrāvas servosistēma ir kļuvusi par mūsdienu augstas veiktspējas servosistēmas galveno attīstības virzienu, kas liek līdzstrāvas servosistēmai saskarties ar likvidēšanas krīzi.

Salīdzinot ar līdzstrāvas servomotoriem, pastāvīgā magnēta maiņstrāvas servomotoriem ir šādas galvenās priekšrocības:

⑴ Bez birstes un komutatora darbība ir uzticamāka un neprasa apkopi.

(2) Statora tinumu sildīšana ir ievērojami samazināta.

⑶ Inerce ir maza, un sistēmai ir laba ātra reakcija.

⑷ Liela ātruma un liela griezes momenta darba stāvoklis ir labs.

⑸ Mazs izmērs un viegls svars ar tādu pašu jaudu.

Servo motora princips

Maiņstrāvas servomotora statora struktūra būtībā ir līdzīga kondensatora dalītās fāzes vienfāzes asinhronā motora struktūrai. Stators ir aprīkots ar diviem tinumiem ar savstarpēju starpību 90°, viens ir ierosmes tinums Rf, kas vienmēr ir savienots ar maiņstrāvas spriegumu Uf; otrs ir vadības tinums L, kas ir savienots ar vadības signāla spriegumu Uc. Tātad maiņstrāvas servomotoru sauc arī par diviem servomotoriem.

Maiņstrāvas servomotora rotoru parasti veido vāveres būrī, taču, lai servomotoram būtu plašs apgriezienu diapazons, lineāri mehāniskie raksturlielumi, bez "autorotācijas" parādības un ātras reakcijas veiktspēja, salīdzinot ar parastajiem motoriem, tam vajadzētu ir Rotora pretestība ir liela un inerces moments ir mazs. Pašlaik plaši tiek izmantotas divu veidu rotoru konstrukcijas: viens ir vāveres rotors ar augstas pretestības vadošajiem stieņiem, kas izgatavoti no augstas pretestības vadošiem materiāliem. Lai samazinātu rotora inerces momentu, rotors tiek padarīts slaids; otrs ir doba kausa formas rotors, kas izgatavots no alumīnija sakausējuma, kausa sieniņa ir tikai 0,2–0,3 mm, doba kausa formas rotora inerces moments ir mazs, reakcija ir ātra un darbība ir stabila, tāpēc to plaši izmanto.

Ja maiņstrāvas servomotoram nav vadības sprieguma, ir tikai pulsējošs magnētiskais lauks, ko rada statora ierosmes tinums, un rotors ir nekustīgs. Ja ir vadības spriegums, statorā tiek ģenerēts rotējošs magnētiskais lauks, un rotors griežas rotējošā magnētiskā lauka virzienā. Ja slodze ir nemainīga, motora ātrums mainās atkarībā no vadības sprieguma lieluma. Ja vadības sprieguma fāze ir pretēja, servomotors tiks apgriezts.

Lai gan maiņstrāvas servomotora darbības princips ir līdzīgs kondensatora darbināmam vienfāzes asinhronajam motoram, pirmā rotora pretestība ir daudz lielāka nekā otrajam. Tāpēc, salīdzinot ar kondensatora darbināmu asinhrono motoru, servomotoram ir trīs galvenās iezīmes:

1. Liels palaišanas griezes moments: lielās rotora pretestības dēļ griezes momenta raksturlielums (mehāniskais raksturlielums) ir tuvāks lineārajam, un tam ir lielāks palaišanas griezes moments. Tāpēc, kad statoram ir vadības spriegums, rotors nekavējoties griežas, kam ir ātras palaišanas un augstas jutības īpašības.

2. Plašs darbības diapazons: stabila darbība un zems trokšņa līmenis. [/p][p=30, 2, pa kreisi] 3. Nav pašrotācijas parādības: ja servomotors, kas darbojas, zaudē vadības spriegumu, motors nekavējoties pārtrauks darboties.

Kas ir "precīzas transmisijas mikromotors"?

“Precīzijas transmisijas mikromotors” var ātri un pareizi izpildīt bieži mainīgas instrukcijas sistēmā un vadīt servomehānismu, lai pabeigtu instrukcijā paredzēto darbu, un lielākā daļa no tiem var atbilst šādām prasībām:

1. Tas var iedarbināt, apstāties, bremzēt, braukt atpakaļgaitā un bieži darboties ar mazu ātrumu, un tam ir augsta mehāniskā izturība, augsts karstumizturības līmenis un augsts izolācijas līmenis.

2. Laba ātra reakcija, liels griezes moments, mazs inerces moments un maza laika konstante.

3. Ar vadītāju un kontrolieri (piemēram, servomotoru, pakāpju motoru) vadības veiktspēja ir laba.

4. Augsta uzticamība un augsta precizitāte.

"Precīzas transmisijas mikromotora" kategorija, struktūra un veiktspēja

AC servo motors

(1) Sprosta tipa divfāžu maiņstrāvas servomotors (slaids būra tipa rotors, aptuveni lineāras mehāniskās īpašības, mazs tilpums un ierosmes strāva, mazjaudas servo, zema ātruma darbība nav pietiekami gluda)

(2) Nemagnētiska kausa rotora divfāžu maiņstrāvas servomotors (bezkodolu rotors, gandrīz lineāras mehāniskās īpašības, liels tilpums un ierosmes strāva, mazs jaudas servo, vienmērīga darbība zemā ātrumā)

(3) Divfāzu maiņstrāvas servomotors ar feromagnētisko kausa rotoru (kausa rotors izgatavots no feromagnētiska materiāla, gandrīz lineāras mehāniskās īpašības, liels rotora inerces moments, mazs saķeres efekts, stabila darbība)

(4) Sinhronā pastāvīgā magnēta maiņstrāvas servomotors (koaksiāls integrēts bloks, kas sastāv no pastāvīgā magnēta sinhronā motora, tahometra un pozīcijas noteikšanas elementa, stators ir 3-fāzu vai 2-fāžu, un magnētiskā materiāla rotoram jābūt aprīkotam ar piedziņa ir plaša, un mehāniskie raksturlielumi sastāv no nemainīga griezes momenta laukuma un nemainīgas jaudas zonas, ko var nepārtraukti bloķēt, ar labu ātru reakciju, lielu; izejas jauda un nelielas griezes momenta svārstības, ir divi kvadrātviļņu piedziņas un sinusoidālā viļņa piedziņas režīmi, laba vadības veiktspēja un elektromehāniskās integrācijas ķīmiskie produkti)

(5) Asinhronais trīsfāzu maiņstrāvas servomotors (rotors ir līdzīgs būra tipa asinhronajam motoram, un tam jābūt aprīkotam ar draiveri. Tas pieņem vektorvadību un paplašina nemainīgas jaudas ātruma regulēšanas diapazonu. To galvenokārt izmanto darbgaldu vārpstas ātruma regulēšanas sistēmas)

Līdzstrāvas servo motors

(1) Iespiests tinums līdzstrāvas servomotors (diska rotors un diska stators ir aksiāli savienoti ar cilindrisku magnētisko tēraudu, rotora inerces moments ir mazs, nav saķeres efekta, nav piesātinājuma efekta un izejas griezes moments ir liels)

(2) Stieples diska tipa līdzstrāvas servomotors (diska rotors un stators ir aksiāli savienoti ar cilindrisku magnētisko tēraudu, rotora inerces moments ir mazs, vadības veiktspēja ir labāka nekā citiem līdzstrāvas servomotoriem, augsta efektivitāte un izejas griezes moments ir liels)

(3) Kausa tipa armatūras pastāvīgā magnēta līdzstrāvas motors (rotors bez kodola, mazs rotora inerces moments, piemērots inkrementālās kustības servosistēmai)

(4) Bezsuku līdzstrāvas servomotors (stators ir daudzfāzu tinums, rotors ir pastāvīgais magnēts, ar rotora stāvokļa sensoru, bez dzirksteļu traucējumiem, ilgs kalpošanas laiks, zems trokšņa līmenis)

griezes momenta motors

(1) Līdzstrāvas griezes momenta motors (plakana konstrukcija, polu skaits, slotu skaits, komutācijas gabalu skaits, virknes vadu skaits; liels izejas griezes moments, nepārtraukts darbs ar mazu ātrumu vai apstājies, labas mehāniskās un regulēšanas īpašības, maza elektromehāniskā laika konstante )

(2) Bezsuku līdzstrāvas griezes momenta motors (pēc struktūras līdzīgs bezsuku līdzstrāvas servomotoram, bet plakans, ar daudziem stabiem, spraugām un virknes vadītājiem; liels izejas griezes moments, labas mehāniskās un regulēšanas īpašības, ilgs kalpošanas laiks, bez dzirkstelēm, bez trokšņa zems)

(3) Sprosta tipa maiņstrāvas griezes momenta motors (sprosta tipa rotors, plakana konstrukcija, liels stabu un spraugu skaits, liels palaišanas griezes moments, maza elektromehāniskā laika konstante, ilgstoša bloķēta rotora darbība un mīkstas mehāniskās īpašības)

(4) Cieta rotora maiņstrāvas griezes momenta motors (ciets rotors izgatavots no feromagnētiska materiāla, plakana konstrukcija, liels skaits stabu un spraugu, ilgstoši bloķēts rotors, vienmērīga darbība, mīkstas mehāniskās īpašības)

stepper motors

(1) Reaktīvs pakāpju motors (stators un rotors ir izgatavoti no silīcija tērauda loksnēm, uz rotora serdes nav tinuma, un uz statora ir vadības tinums; soļa leņķis ir mazs, palaišanas un darbības frekvence ir augsta , soļa leņķa precizitāte ir zema un nav pašbloķējoša griezes momenta)

(2) Pastāvīgā magnēta pakāpju motors (pastāvīgā magnēta rotors, radiālā magnetizācijas polaritāte; liels soļa leņķis, zema palaišanas un darbības frekvence, noturēšanas griezes moments un mazāks enerģijas patēriņš nekā reaktīvais tips, taču ir nepieciešami pozitīvi un negatīvi impulsi)

(3) Hibrīda pakāpju motors (pastāvīgā magnēta rotors, aksiālā magnetizācijas polaritāte; augsta pakāpiena leņķa precizitāte, turēšanas griezes moments, maza ieejas strāva, gan reaktīvais, gan pastāvīgs magnēts