U bekijkt de website voor klanten uit: Netherlands. Op basis van uw locatiegegevens is de voorgestelde pagina voor u USA / US
Klantpaneel
In uw winkelwagen
Laat zich registreren

Wat is een servomechanisme?

2020-11-25

Wat is een servomechanisme? Het is niets meer dan een gewone DC-motor met ingebouwde servoregelaars en versnellingsbakken. De basis van zijn werking is gebaseerd op een terugkoppelingsmechanisme waarin het uitgangssignaal wordt ingevoerd, wat een gegeven positie, snelheid, versnelling of verplaatsing is. De gegevens worden door het correctie-element en de versterker omgezet naar het uitvoerende element - een actuator of een elektromotor.

Uit dit artikel leert u:

Servomechanismen worden gebruikt in bijna elke tak van de lichte en de zware industrie, de elektronica en de elektrotechniek, de modelbouw en waar het nodig is om precieze interpolatiebewegingen toe te passen langs een bepaald traject tussen het begin- en eindpunt.

Wat is een servomechanisme?

Servomechanismen worden gewoonlijk servo's genoemd en vormen het basisbesturingselement in automatische besturingssystemen. Dit zijn elektronische componenten die worden gebruikt om besturingssignalen om te zetten in een juiste beweging van actuatoren en ontvangers. Het kunnen verschillende soorten kleppen, remmen, kranen en andere elementen van hydraulische en pneumatische systemen in machines, apparaten of in industriële installaties zijn.

De constructie van de servo is afhankelijk van de specificiteit, de parameters en het doel, maar er kan in het algemeen van worden uitgegaan dat deze bestaat uit:

  • DC-motor,
  • potentiometer,
  • transmissie,
  • elektronisch besturingssysteem voor het positioneren van de motoras,
  • behuizing.

DFROBOT SER0001

Het element dat de positionering van de as bepaalt, is de geïmplementeerde roterende potentiometer. Een voorbeeld hiervan kan het servomechanisme DFROBOT SER0001 zijn.

Hoe werkt een servomechanisme?

Kleine analoge servo's zijn uitgerust met een generator die werkt op een frequentie van 50 Hz, waardoor de signaalbemonstering om de 20 ms wordt geforceerd. Gewoonlijk wordt de neutrale positie van de as bepaald door een puls-breedte van 1,5 ms en de rotatie in beide richtingen wordt gedwongen door het verschil van het bemonsterde signaal ten opzichte van de neutrale positie - meestal oscilleert het puls-bereik binnen 1-2 ms.

Hoe werkt de digitale servo? Nieuwere digitale servo's bieden hogere bemonsteringssnelheden, wat de precisie van de as-positionering in het bereik van kleine afbuigingen verhoogt, en ook zijn beweging versnelt. Bovendien is het belangrijk dat digitale servo's een tot drie keer grotere houdkracht hebben dan analoge servo's. Een voorbeeld van een digitale servo is het model POWER HD MINI DIGITAL SERVO HD-1810MG.

Het is ook de moeite waard om aandacht te schenken aan het type algoritme dat in het servomechanisme is geïmplementeerd. Momenteel worden PID- en PIV-algoritmen nog steeds het meest gebruikt. Voor de meeste toepassingen volstaan PID-algoritmen - vooral als de servo-prestaties niet te hoog hoeven te zijn. PIV-controllers zijn geschikt voor complexere en veeleisende toepassingen op basis van complexe aandrijfbewegingen.

POLOLU-1047

POWER HD MINI DIGITAL SERVO HD-1810MG POLOLU

Wat zijn de parameters van servo's?

De belangrijkste parameters van servo's zijn:

  • koppel en rotatiesnelheid,
  • werktijd bij overbelasting,
  • koppel / traagheidsverhouding,
  • resolutie,
  • frequentierespons
  • afmetingen,
  • interfaces,
  • netwerkoplossingen.

Het zijn deze parameters die verantwoordelijk zijn voor hoe de servo werkt .

 

Koppel en toerental

Is een van de belangrijkste parameters van de servomechanismen. Het model SER0039 DFROBOT biedt bijvoorbeeld een maximumkoppel van 1,8 kg/cm en een snelheid van 0,11 s/60°.

Gewoonlijk wordt het koppel afzonderlijk gegeven voor continu gebruik en periodieke belasting. Het koppel voor continu bedrijf is hetzelfde als de waarde die de motor genereert zonder onderbreking en het risico op oververhitting, overbelasting en schade. Het periodieke bedrijfskoppel is het maximumkoppel dat een servomechanisme op korte termijn kan genereren en heeft meestal betrekking op de remperiode of versnelling van een mechanisme of de reactie op een kortstondige storing.

Let bij het kiezen van een servo op de RMS-waarde (kwadraatgemiddelde) van het koppel - deze moet overeenkomen met de parameters van de motor in continu bedrijf. De maximale inschakelduur van de servo moet op zijn beurt worden aangepast aan zijn vermogen om warmte uit het systeem te verwijderen.

Men moet de rotatiesnelheid niet vergeten, die het maximale en gemiddelde aantal omwentelingen bepaalt dat de servo-as per tijdseenheid uitvoert. Zowel koppel als rotatiesnelheid zijn componenten van het vermogen van het bedieningselement.

Traagheidsverhouding

Een andere belangrijke parameter die de werking van de servomechanismen bepaalt, is de verhouding van de traagheid van de motorrotor en de traagheid van de belasting. Een servomechanisme is een apparaat waarvan de werking is gebaseerd op een terugkoppellus en het besturingsalgoritme regelt de stroom die door de motor wordt getrokken. Het huidige niveau wordt berekend door het algoritme op basis van de relatie tussen de gemeten en setpointverschillen voor de huidige as-positie, evenals koppel en het toerental. De verhouding van de traagheid van de motor en de belasting heeft een belangrijke invloed op de precieze snelheidsregeling - als deze te hoog is, zal de motor oscilleren, wat betekent dat deze onjuist wordt geregeld. Oscillaties in de vorm van trillingen en vibraties kunnen de mechanismen en structurele elementen van het apparaat beschadigen.

Hoe kleiner de traagheidsverhouding, hoe lager het risico op oscillatie en hoe groter de precisie van servobesturing. Deze verhouding wordt ook beïnvloed door de keuze van een geschikte transmissiemethode om een voldoende lage rotorinertie tot belastingsverhouding te garanderen.

Resolutie

De resolutie van de encoder in de servo-terugkoppellus is verantwoordelijk voor de nauwkeurigheid van de besturing van de apparaat-as. Standaard encoders bieden een resolutie van 20 bits of meer. Hoe hoger de resolutie van de encoder in het servobesturingssysteem, hoe sneller de servo beweging detecteert en correcties uitvoert, wat de precisie van de motor-as-positieregeling verhoogt.

Bereiken en frequentierespons

Een andere parameter voor het bepalen van de werking van een servomechanisme is de rechterhand frequentierespons, het vermogen van het systeem om te controleren en zich aan te passen aan signaalcorrecties. Het servobereik is een sinusvormig signaal in de regellus - hoe groter het is, hoe groter de besturingsprecisie verzekerd door de servo en hoe hoger de mate van aanpassing aan veranderingen in het ingangssignaal. Momenteel ondersteunen moderne servo's bereiken boven 1 kHz.

Uw browser wordt niet meer ondersteund, download een nieuwe versie

Chrome Chrome Download
Firefox Firefox Download
Internet explorer Internet Explorer Download