Ați accesat site-ul pentru clienții din: Romania. Pe baza datelor dvs. de localizare, vă sugerăm versiunea paginii din USA / US
Panou client
Coşul dvs.
Inregistrare

Ce este un servomecanism?

2020-11-25

Ce este un servomecanism? Nu este altceva decât un motor DC obișnuit, cu servo-controlere și cutii de viteze încorporate. Funcționarea sa se bazează pe un sistem de feedback în care este introdus semnalul de ieșire, care corespunde unei poziții, unei viteze, unei accelerații sau unei deplasări date. Datele sunt transformate de elementul de corecție și de amplificator într-un element executiv - un element de execuție sau un motor electric.

Din acest articol veți afla:

Servomecanismele sunt utilizate în aproape toate ramurile industriei ușoare și grele, în electronică și inginerie electrică, modelare și oriunde este necesar să se aplice mișcări precise de interpolare pe o anumită traiectorie între punctele de pornire și cele finale.

Ce este un servomecanism?

Servomecanismele sunt denumite în mod obișnuit „servo” și constituie elementul de control de bază în sistemele de control automat. Acestea sunt componente electronice utilizate pentru a converti semnalele de control în mișcări adecvate ale elementelor de execuție și receptoarelor. Pot fi diferite tipuri de clapete, frâne, macarale și alte elemente ale sistemelor hidraulice și pneumatice în mașini, dispozitive sau în instalații industriale.

Construcția servomecanismului depinde de specificul, parametrii și scopul acestuia, dar în general se poate presupune că acesta constă din:

  • motor cu curent continuu,
  • potențiometru,
  • angrenaj,
  • sistem de control electronic pentru poziționarea arborelui motor,
  • carcasă.

DFROBOT SER0001

Elementul care determină poziționarea arborelui este potențiometrul rotativ implementat. Un exemplu ar fi un servomecanism DFROBOT SER0001.

Cum funcționează servomecanismul?

Servomecanismele analogice mici sunt echipate cu un generator care funcționează la 50 Hz, care forțează semnalul să fie eșantionat la fiecare 20 ms. De obicei, poziția neutră a arborelui este determinată de un impuls de 1,5 ms, iar rotația sa în ambele direcții este forțată de diferența semnalului eșantionat în raport cu poziția neutră - de obicei, intervalul de impulsuri oscilează în intervalul 1-2 ms.

Cum funcționează servomecanismul digital? Servomecanismele digitale noi oferă frecvențe de eșantionare mai mari, ceea ce crește precizia poziționării arborelui în gama de devieri mici și, de asemenea, accelerează mișcarea acestuia. În plus, este important ca servomecanismele digitale să aibă o forță de deținere de până la trei ori mai mare în raport cu servomecanismele analogice. Un exemplu de servomecanism digital este modelul POWER HD MINI DIGITAL SERVO HD-1810MG.

De asemenea, este bine să fim atenți la tipul de algoritm implementat în servomecanism. În prezent, algoritmii PID și PIV sunt încă cei mai des folosiți. Algoritmii PID sunt suficienți pentru majoritatea aplicațiilor - mai ales atunci când performanța servomecanismului nu trebuie să fie prea mare. Controlerele PIV sunt potrivite pentru aplicații mai complexe și solicitante bazate pe o mișcare de acționare complexă.

POLOLU-1047

POWER HD MINI DIGITAL SERVO HD-1810MG POLOLU

Care sunt parametrii servomecanismelor?

Parametrii cheie ai servomecanismelor sunt:

  • cuplul și viteza de rotație;
  • timpul de lucru la suprasarcină;
  • raportul cuplu/inerție;
  • rezoluția,
  • răspunsul la frecvență,
  • dimensiunile,
  • interfețele,
  • soluțiile de rețea.

Acești parametri sunt responsabili de modul în care funcționează servomecanismul.

 

Cuplul și viteza de rotație

Acesta este unul dintre cei mai importanți parametri ai servomecanismelor. De exemplu, modelul SER0039 DFROBOT asigură un cuplu maxim de 1,8 kg/cm și o viteză de 0,11 s/60°.

De obicei, cuplul este indicat separat pentru funcționare continuă și sarcină periodică. Cuplul pentru funcționare continuă este același cu valoarea pe care o generează motorul fără întrerupere și cu riscul de supraîncălzire, supraîncărcare și deteriorare. Cuplul pentru funcționare periodică este cuplul maxim pe care servomecanismul îl poate genera într-un timp scurt și, de obicei, se referă la perioada de frânare sau accelerare a mecanismului sau răspunsul acestuia la perturbarea momentană.

Atunci când alegeți un servomecanism, acordați atenție valorii efective RMS a cuplului - acesta trebuie să corespundă parametrilor motorului în funcționare continuă. Ciclul de funcționare maxim al servomecanismului trebuie, la rândul său, adaptat capacității sale de a elimina căldura din sistem.

Nu trebuie să uităm de viteza de rotație, care determină numărul maxim și mediu de rotații efectuate de arborele servomecanismului pe unitatea de timp. Atât cuplul, cât și viteza de rotație sunt componente ale puterii controlului.

Raport de inerție

Un alt parametru important care determină funcționarea servomecanismului este raportul dintre inerția rotorului motor și inerția de sarcină. Servomecanismul este un dispozitiv a cărui funcționare se bazează pe o buclă de feedback, iar algoritmul de control reglează curentul consumat de motor. Nivelul actual este calculat prin algoritm pe baza relației dintre diferențele măsurate și valorile de referință pentru poziția curentului arborelui, precum și pentru cuplu și viteza de rotație. Raportul dintre inerția și sarcina motorului are un impact esențial asupra controlului precis al vitezei : dacă este prea mare, motorul va oscila, ceea ce înseamnă că nu va fi corect controlat. Oscilările sub formă de vibrații și zgâlțâituri pot deteriora mecanismele și elementele structurale ale dispozitivului.

Cu cât este mai mic raportul de inerție, cu atât riscul de oscilație este mai mic și cu atât este mai mare precizia servomecanismului. Acest raport este, de asemenea, influențat de selectarea unei metode de transmisie adecvată care să asigure o inerție suficient de scăzută a rotorului la sarcină.

Rezoluția

Rezoluția codificatorului inclus în bucla de feedback a servomecanismului este responsabilă pentru precizia controlului arborelui dispozitivului. Codificatoarele standard oferă o rezoluție de 20 de biți sau mai mult. Cu cât este mai mare rezoluția codificatorului inclus în sistemul de control al servomecanismului, cu atât mai rapid servomecanismul va detecta mișcarea și va face corecții, ceea ce crește precizia controlului poziției arborelui motor.

Lățimea de bandă și răspunsul la frecvență

Un alt parametru care determină funcționarea servomecanismului este răspunsul la frecvență, și anume capacitatea sistemului de a monitoriza și de a se adapta la corecțiile semnalului. Banda servomecanismului este un semnal sinusoidal în bucla de control - cu cât este mai mare, servomecanismul va asigura o precizie de control mai mare și o rată mai mare de adaptare la modificările semnalului de intrare. În prezent, servomecanismele moderne acceptă benzi de peste 1 kHz.

CITIŢI ŞI

Browserul dvs. nu mai este suportat, descărcaţi o versiune nouă