Hvað er servómótor?
Hvað er servómótor?
- Ágúst 28, 2025
Til að skilja hvað servómótor er þarftu fyrst að þekkja nokkur viðeigandi fagleg hugtök.
Opin lykkjustýring
Stýrikerfi þar sem úttaksmagn hefur engin áhrif á stjórnun kerfisins kallast „opið stýrikerfi“.
Opin lykkjustýring er stýriaðferð sem virkar einátta á stýrðan hlut eingöngu með fyrirfram skilgreindum skipunum. Kjarnaeinkenni hennar er fjarvera afturvirkrar lykkju í kerfisbyggingunni. Eftir að stýringin býr til rekstrarskipun byggða á upphafsstillingunni, virkar hún beint á stýribúnaðinn; ekki er hægt að skila raunverulegu ástandi stýrða magnsins aftur til inntaksendans í gegnum mælieiningu til að leiðrétta frávik.
Stýring með lokuðu lykkju
Í stjórnkerfi, ef stýrt magn kerfisins er gefið til baka og hægt er að leiðrétta úttakið út frá úttaksviðbrögðum stýrða hlutarins, er þessi tegund stjórnkerfis kölluð „lokað stýrikerfi“.
Frá sjónarhóli merkjaflæðis í kerfinu snýr útgangsmerki kerfisins aftur til inntaksenda kerfisins eftir afturvirkum rásum og myndar lokaða rás — þaðan kemur nafnið „lokað lykkjustýrikerfi“. Þetta kerfi er einnig þekkt sem „viðbragðsstjórnunarkerfi“.
Stepper Motor

A stepper mótor er rafmótor sem breytir rafmagnspúlsmerkjum í samsvarandi hornfærslu eða línulega færslu. Fyrir hvert inntakspúlsmerki snýst snúningshlutinn um horn eða færist eitt skref áfram. Hornfærslan eða línulega færslan við úttakið er í réttu hlutfalli við fjölda inntakspúlsa og snúningshraðinn er í réttu hlutfalli við púlstíðnina. Þess vegna er skrefmótor einnig kallaður „púlsmótor“. Í víðara samhengi er skrefmótor burstalaus jafnstraumsmótor sem stjórnast af púlsmerkjum og má einnig líta á hann sem samstilltan mótor þar sem hraðinn er samstilltur við stjórnpúlstíðnina innan ákveðins tíðnibils.
Skrefmótorinn var fundinn upp tiltölulega snemma og á sér langa notkunarsögu. Upphaflega gerð hans má rekja nokkurn veginn aftur til tímabilsins milli 1830 og 1860. Um 1870 hófust tilraunir til að nota hann í stýringarskyni, sérstaklega í rafskautsflutningskerfi argonlampa. Í síðari heimsstyrjöldinni voru skrefmótorar mikið notaðir, aðallega í herbúnaði eins og stjórnkerfum fyrir fallbyssur og drifkerfum fyrir stjórnfleti (stýrisfleti) skipa og flugvéla. Tímabilið frá 1960 til 1970 var gullöld þróunar skrefmótora; á þessum tíma, auk hernaðarsviðsins, voru skrefmótorar einnig mikið notaðir í iðnaðarsjálfvirkni.

Uppbygging skrefmótors

Hreyfimynd af skrefmótor
Rammi 1: Rafsegulinn (1) er virkjaður og dregur að sér næstu tennur á gírlaga járnrotornum. Þegar tennurnar eru í takt við rafsegulinn (1) verða þær örlítið frábrugðnar hægri rafsegulnum (2).
Rammi 2: Efri rafsegulinn (1) er slökktur og hægri rafsegulinn (2) er virkjaður og tennurnar toga í takt við hann. Þetta leiðir til 3.6° snúnings í þessu dæmi.
Rammi 3: Neðri rafsegulinn (3) er virkjaður; annar 3.6° snúningur á sér stað.
Rammi 4: Vinstri rafsegulinn (4) er virkjaður og snýst aftur um 3.6°. Þegar efri rafsegulinn (1) er virkjaður aftur hefur snúið snúningi um eina tönn; þar sem tennurnar eru 25 þarf 100 skref til að snúast í fullri lengd í þessu dæmi.
Servo System
"Servo" er skammstöfun á hugtakinu "Servo-kerfi", sem er upprunnið úr grísku og þýðir „þræll“. Eins og nafnið gefur til kynna vísar það til kerfis sem fylgir ytri fyrirmælum til að framkvæma tilætlaða hreyfingu, þar sem hreyfingarþættirnir innihalda eðlisfræðilegar stærðir eins og staðsetningu, hraða og tog.
Servókerfi er útfærsla og dæmigerð notkun lokaðs stýrikerfis. Ef litið er til baka á þróunarsögu servókerfa - frá fyrstu vökva- og loftkerfum til rafknúinna kerfa nútímans - hefur servókerfið, sem samanstendur af servómótor, afturvirkum búnaði og stýringu, verið til í næstum 50 ár.
Servo Motor

The Servó mótor er rafmótor sem stýrir virkni vélrænna íhluta í servókerfi. Það er hjálparmótor sem breytir hraðanum óbeint og er einn af þremur kjarnaíhlutum servókerfis.
„Servómótorinn“ sem við vísum venjulega til þýðir í raun almennt allt servókerfið sem inniheldur mótor, afturvirkan búnað og stjórnanda.

Uppbygging servómótors
Tegundir servómótora
Flokkun eftir hreyfiuppbyggingu
Servómótorar má skipta í margar gerðir eftir mismunandi flokkunarviðmiðum.
- AC servó mótor
Þetta er örugglega vinsælasti kosturinn í iðnaðarsjálfvirkni og telur stærstan hluta markaðshlutdeildarinnar.
Það byggir á tíðnibreytingu og vigurstýringartækni og stýrir hraða og togi mótorsins með því að breyta útgangstíðni, spennu og fasa drifsins.
Það má skipta í samstillir mótorar með varanlegum seglum og ósamstilltar servómótorar
- Jafnstraums servó mótor
Þetta er þroskaðasti servómótorinn með lengsta sögu. Hins vegar, með þroska AC servótækni, hefur notkun hans smám saman minnkað.
Það breytir hraða og togi mótorsins með því að stjórna spennu eða örvunarstraumi armatúrunnar.
Það má skipta í burstaðir jafnstraums servómótorar og Burstalausir jafnstraums servómótorar.
Flokkun eftir gerð endurgjöfartækja
- Tegund ljósnemakóðara
Algengasta gerðin. Hún skiptist í stigvaxandi kóðarar (lágur kostnaður, krefst núlls ávöxtunar) og algildir kóðarar (fær um að fá beint algera staðsetningu án núllávöxtunar, meira afkastamikið).
- Tegund lausnar
Mjög sterkt og endingargott, þolir högg, olíumengun og háan hita. Það er oft notað í öfgafullu umhverfi (eins og í hernaðariðnaði, flug- og geimferðaiðnaði).
- Tegund Hall skynjara
Venjulega notað til einfalda skiptingu á burstalausum jafnstraumsmótorum, með lágri nákvæmni.
Servó mótor vs. skrefmótor
| Servo Motor | Stepper Motor | |
|---|---|---|
| Eftirlitsaðferð | Stýring með lokuðu lykkju | Opin lykkjustýring |
| Vinna meginreglunni | Treystir á endurgjöf frá kóðara til að leiðrétta villur í rauntíma til að tryggja að markmiðinu sé náð. | Snýst um fast horn (skrefahorn) í hvert skipti sem púlsmerki berst. |
| Nákvæmni | Mjög mikil. Nákvæmni fer eftir upplausn kóðarans, sem er venjulega miklu hærri en hjá skrefmótorum. | Mikil. Nákvæmni er ákvörðuð af skrefhorninu, en án endurgjafar er engin leið að vita hvort skrefatap á sér stað. |
| Togeiginleikar | Veitir stöðugt nafntog innan nafnhraðabilsins, með sterkri ofhleðslugetu (venjulega þrefalt ofhleðsla í stuttan tíma). | Hátt tog við lágan hraða, en tog minnkar hratt eftir því sem hraðinn eykst (það er vandamál með togrýrnun). |
| Frammistaða | Mikil afköst. Mikill hraði (getur náð nokkrum þúsundum eða jafnvel tugum þúsunda snúninga á mínútu), tekur aðeins nokkrar millisekúndur að hraða úr kyrrstöðu upp í nafnhraða, með hraðri svörun, hentugur fyrir kraftmikið álag og mikinn hraða. | Miðlungs afköst. Hámarkshraði er venjulega innan við 1000 snúninga á mínútu, tekur 200-400 millisekúndur að hraða úr kyrrstöðu upp í rekstrarhraða (yfirleitt nokkur hundruð snúningar á mínútu), léleg afköst við mikinn hraða og viðkvæmt fyrir titringi og hitamyndun. |
| Flækjustig / Kostnaður | Flókið og dýrt. Krefst rekla og kóðara og villuleit er flóknari. | Einfalt og ódýrt. Rekstrartækið er einfalt og auðvelt í uppsetningu og notkun. |
| Áreiðanleiki | Hátt, en kerfið er flóknara með aðeins fleiri mögulegum bilunarpunktum (t.d. kóðara). | Mjög hátt. Einföld og sterk uppbygging og burstalausir mótorar hafa lengri endingartíma. |
| Umsóknarsvið | CNC vélar, iðnaðarrobotar, hálfleiðarabúnaður, sjálfvirkur búnaður með mikilli nákvæmni og tilefni sem krefjast mikils hraða og mikillar svörunar. | Ódýr staðsetningartækifæri eins og 3D prentarar, borð-CNC vélar, skannar og faxvélar. |
| Vandamál með skrefatap | Engin skrefatap, þar sem endurgjöf er tiltæk fyrir stöðuga leiðréttingu. | Skreftap getur átt sér stað. Ef álagstog fer yfir mótortog, mun mótorinn missa skref eða fara yfir hraða og kerfið getur ekki greint það. |
| Titringur og hávaði | Gengur mjúklega og hljóðlega, sérstaklega á lágum hraða. | Getur valdið titringi og hávaða við lágan hraða (en hægt er að bæta úr því með ör-stigsstýringu). |
Athugið: Samanburðarhlutirnir hér eru servómótorar (samstilltur servómótor með varanlegri segulmagnaðri AC-kóðara) og opinn lykkju skrefmótorar sem almennt eru notaðir í CNC-vélum.
Reyndar er önnur gerð mótors fáanleg á markaðnum, þekkt sem lokaður lykkju skrefmótor.
Lokaður skrefmótor er í raun samsetning af hefðbundnum skrefmótor, kóðara og stjórnunarreikniritum. Með því að bæta við rauntíma staðsetningarviðbrögðum (kóðara) við hefðbundið opið skrefmótorkerfi leysir það stærsta vandamál hins síðarnefnda - skrefatap eða ofskot.
Þar sem lokaður skrefmótor tekur á vandamálinu með skreftap getur hann náð tiltölulega miklum snúningshraða. Að auki er hann yfirleitt hagkvæmari en servómótorkerfi með samsvarandi togkrafti.
TENGDAR MÖNNUNIR
Við mælum með nokkrum skyldum gerðum fyrir þig...