Kas ir servo, servo stūre

Servo piedziņa ir piedziņa, kuras precīza vadība tiek veikta ar negatīvu atgriezenisko saiti un tādējādi ļauj sasniegt nepieciešamos darba ķermeņa kustības parametrus.

Šāda veida mehānismiem ir sensors, kas uzrauga noteiktu parametru, piemēram, ātrumu, pozīciju vai spēku, kā arī vadības bloks (mehāniskie stieņi vai elektroniskā shēma), kura uzdevums ir automātiski uzturēt nepieciešamo parametru ierīces darbības laikā. , atkarībā no signāla no sensora jebkurā brīdī.

Darba parametra sākotnējā vērtība tiek iestatīta, piemēram, izmantojot vadības ierīci potenciometra kloķis vai izmantojot citu ārēju sistēmu, kurā tiek ievadīta skaitliskā vērtība. Tātad servopiedziņa automātiski veic uzticēto uzdevumu — paļaujoties uz sensora signālu, tā precīzi pielāgo iestatīto parametru un notur to stabilā stāvoklī uz piedziņas.

Daudzus pastiprinātājus un regulatorus ar negatīvu atgriezenisko saiti var saukt par servo.Piemēram, servopiedziņas ietver bremzēšanu un stūrēšanu automašīnās, kur ar roku darbināmam pastiprinātājam noteikti ir negatīva pozīcijas atgriezeniskā saite.

Galvenās servo sastāvdaļas:

• piedziņas bloks;

• Sensors;

• Kontroles vienība;

• Pārveidotājs.

Piemēram, kā piedziņu var izmantot pneimatisko cilindru ar stieni vai elektromotoru ar pārnesumkārbu. Atgriezeniskās saites sensors var būt kodētājs (leņķa sensors) vai piemēram Halles sensors… Vadības bloks — individuāls invertors, frekvences pārveidotājs, servopastiprinātājs (angļu valodā Servodrive). Vadības ierīcē var uzreiz iekļaut vadības signāla sensoru (pārveidotāju, ieeju, trieciena sensoru).

Vienkāršākajā formā elektriskās servopiedziņas vadības bloka pamatā ir ķēde iestatīto signālu vērtību un signāla, kas nāk no atgriezeniskās saites sensora, vērtību salīdzināšanai, kā rezultātā tiek piegādāts atbilstošas ​​polaritātes spriegums. uz elektromotoru.

Ja nepieciešams vienmērīgs paātrinājums vai vienmērīgs palēninājums, lai izvairītos no elektromotora dinamiskām pārslodzēm, tad tiek izmantotas sarežģītākas vadības shēmas, kuru pamatā ir mikroprocesori, kas var precīzāk pozicionēt darba ķermeni. Tā, piemēram, ir sakārtota ierīce galviņu pozicionēšanai cietajos diskos.

Precīza grupu vai atsevišķu servo piedziņu vadība tiek panākta, izmantojot CNC kontrollerus, kurus, starp citu, var būvēt uz programmējamiem loģiskajiem kontrolleriem. Servo piedziņas, kuru pamatā ir šādi kontrolieri, sasniedz 15 kW jaudu un var attīstīt līdz 50 Nm griezes momentu.

Rotācijas servopiedziņas ir sinhronas, ar iespēju ārkārtīgi precīzi regulēt griešanās ātrumu, griešanās leņķi un paātrinājumu, un asinhronas, kur ātrums tiek uzturēts ļoti precīzi pat pie ārkārtīgi maziem apgriezieniem.

Sinhronie servomotori spēj ļoti ātri paātrināties līdz nominālajam ātrumam. Izplatītas ir arī apļveida un plakanas lineāras servosistēmas, kas nodrošina paātrinājumu līdz 70 m/s².

Kopumā servoierīces tiek iedalītas elektrohidromehāniskajās un elektromehāniskajās. Pirmajā kustību ģenerē virzuļu-cilindru sistēma, un reakcija ir ļoti augsta, otrajā vienkārši tiek izmantots elektromotors ar pārnesumkārbu, bet veiktspēja ir par lielumu mazāka.

Servo piedziņas pielietojuma joma mūsdienās ir ļoti plaša, pateicoties iespējai ārkārtīgi precīzi novietot darba korpusu.

Ir dažādu instrumentu un darbgaldu mehāniskās slēdzenes, vārsti un darba korpusi, īpaši ar CNC, tostarp automātiskās iekārtas iespiedshēmu plates un dažādu industriālo robotu rūpnīcas ražošanai un daudzi citi precīzijas instrumenti. Ātrgaitas servomotori ir ļoti populāri lidmašīnu modeļos. Jo īpaši servomotori izceļas ar to raksturīgo kustības vienmērīgumu un efektivitāti enerģijas patēriņa ziņā.

Trīspolu kolektoru motori sākotnēji tika izmantoti kā piedziņas servomotoriem, kur rotorā bija tinumi, bet statorā - pastāvīgie magnēti. Tam bija arī kolektora ota. Vēlāk spoļu skaits palielinājās līdz piecām, un griezes moments kļuva lielāks un paātrinājums kļuva ātrāks.

Nākamais uzlabošanas posms - tinumi tika novietoti ārpus magnētiem, tādējādi tika samazināts rotora svars un paātrinājuma laiks, bet izmaksas pieauga. Rezultātā tika sperts būtisks uzlabojuma solis — viņi atteicās no kolektora (jo īpaši kļuva plaši izplatīti pastāvīgā magnēta rotora motori), un motors izrādījās bezsuku, vēl efektīvāks, jo paātrinājums, ātrums un griezes moments tagad bija vēl lielāki.

Servo motori pēdējos gados ir kļuvuši ļoti populāri. Kontrolē Arduino, kas paver plašas iespējas gan amatieru aviācijai, gan robotikai (kvadrokopteri u.c.), gan arī precīzo metāla griešanas mašīnu radīšanai.

Lielākoties parastie servomotori izmanto trīs vadus. Viens no tiem ir paredzēts jaudai, otrais ir signāls, trešais ir kopīgs. Signāla vadam tiek piegādāts vadības signāls, saskaņā ar kuru ir nepieciešams pielāgot izejas vārpstas stāvokli. Vārpstas stāvokli nosaka potenciometra ķēde.

Kontrolieris, izmantojot pretestību un vadības signāla vērtību, nosaka, kurā virzienā ir jāgriežas, lai vārpsta sasniegtu vēlamo pozīciju. Jo augstāks spriegums tiek noņemts no potenciometra, jo lielāks ir griezes moments.

Pateicoties augstajai energoefektivitātei, precīzajām vadības iespējām un lieliskajai veiktspējai, servopiedziņas, kuru pamatā ir bezsuku motori, arvien biežāk atrodamas rotaļlietās, sadzīves tehnikā (lieljaudas putekļu sūcēji ar HEPA filtriem) un rūpnieciskajās iekārtās.