Princip činnosti servomotoru | Články První ampér

Servopohon je mechanismus se speciálním snímačem pro sledování zadaných parametrů, řídící jednotkou a motorem. Tento mechanismus je určen pro instalaci do různých obráběcích strojů a také pro použití v procesech automatizace výroby. Servopohony se také aktivně používají v topných a klimatizačních systémech. Obecně jsou žádané všude tam, kde je potřeba nastavit pohyb, stejně jako zajistit úpravu pro zrychlení či zpomalení.

Co je to servopohon, k čemu a kde se používá.

Servo je mechanismus, který musí být umístěn v požadovaném úhlu, aby se zajistil v požadované poloze. Jedná se o pohonnou jednotku, která je řízena prostřednictvím negativní zpětné vazby. Díky tomu je zajištěno citlivé ovládání zadaných parametrů pohybu. Servopohony musí být také vybaveny senzory a řídicí jednotkou pro automatické udržování požadovaných podmínek.

Vzhledem k tomu, že hlavní funkce mechanismu má na starosti servopohon, je v případě jeho poruchy nutná rychlá oprava servomotorů. Proto je důležité svěřit jeho provoz výhradně zkušeným řemeslníkům. Údržba servopohonu zahrnuje výměnu enkodérů a resolverů, opotřebovaných ložisek atd. Před opravou servomotorů je však také důležité postarat se o odbornou diagnostiku. Současně stojí za to vyloučit pokusy o nezávislé určení problému, aby se problém následně odstranil. Mohou vést pouze k opakované poruše a úplnému selhání servomotoru.

Pokud se podíváte na oblasti použití, serva se nejčastěji používají v robotice a v procesu vytváření manipulátorů. Jsou také nezbytné pro provoz systémů podlahového vytápění. Použití servomotorů umožňuje automatické nastavení teploty jejím snížením nebo zvýšením.

Servomotory si našly cestu i do automobilového průmyslu. Jsou integrovány se zámky. Kromě toho se používají ke změně rychlosti v automatické převodovce a přepínání režimů klimatizace.

Bez servopohonů v nákladním zařízení se to neobejde. Tyto mechanismy jsou určeny k výběru vhodného provozního režimu. Jsou nezbytné k uchopení, zvedání, přepravě, spouštění nebo uvolňování předmětu jakékoli velikosti a hmotnosti.

Je třeba poznamenat, že servopohony lze použít v mnoha dalších průmyslových odvětvích. Budou žádané všude tam, kde je potřeba přesné řízení pohybu hřídele.

Princip činnosti a konstrukce zařízení

Činnost servomotorů je založena na řídicích povelech obsažených ve speciálním programu. Například u CNC strojů se řízení provádí pomocí numerického řídicího stojanu. Když je přijat příkaz, vytvoří se určité napětí a přenese se na napájení měniče. V důsledku tohoto působení se začne otáčet vodicí šroub v servomotoru, se kterým je spojen snímač a akční člen strojního zařízení.

Software zajišťuje, že určitý počet signálů ze snímače odpovídá určité vzdálenosti, kterou akční člen urazil. Následně, když je přijat požadovaný počet impulsů, je dána nulová hodnota výstupního napětí. Poté se servomotor zastaví.

Konstrukce servomotoru zajišťuje přítomnost:

• rotor;
• stator;
• komponenty pro přepínání;
• kodér;
• řídicí a monitorovací jednotka;
• systémy zapínání a vypínání;
• bydlení.

Hlavním konstrukčním rysem servomotorů je schopnost ovládat tyto pohonné jednotky změnou otáček rotoru, točivého momentu a polohy. Další funkcí je přítomnost zpětné vazby.

K zapnutí a vypnutí takového motoru se používají odpory, potenciometry a mikroprocesory. Činnost servomotorů je založena na principu porovnávání nastavené hodnoty a indikátorů snímačů.

Hlavní charakteristiky.

Při výběru servomotorů byste měli věnovat pozornost takovým vlastnostem, jako jsou:

• Výztuž na hřídeli. Točivý moment závisí na tomto indikátoru. Jde tedy o určující charakteristiku. Datový list servomotoru často uvádí několik indikátorů pro různé hodnoty napětí.
• Rychlost otáčení. Tento parametr také ovlivňuje činnost servopohonu. Rychlost otáčení je uvedena v parametru čas.
• Typ zařízení. K dispozici jsou 2 možnosti – digitální a analogové. K ovládání první možnosti se používají kódové příkazy, jejichž sériový přenos se provádí přes rozhraní. Pro ovládání analogových zařízení jsou dodávány frekvence s určitými parametry.
• Výživa. Nejčastěji je tento indikátor v rozmezí od 4,8 do 7,2 V.
• Úhel natočení. Tento parametr se může rovnat 180 nebo 360 stupňům.

Jak je servomotor ovládán servomotory podle následujícího algoritmu:

• Příjem příchozích řídicích impulsů s hodnotou úhlu otáčení nebo rychlosti a směru otáčení.
• Porovnání získané hodnoty s indikátory na snímači.
• Činnost elektrického pohonu odpovídající přijatému příkazu. Může to být zatáčení, zpomalování, zrychlování atd.

Chcete-li nastavit servomotor k provedení požadované akce, musíte vyslat řídicí signál. Určení polohy, kterou má servo zaujmout, závisí na délce pulsů. Přijatý impuls je porovnán s hodnotami vložených příkazů. Pokud je například délka dvou pulsů různá, pak se zapne elektromotor. Pokud jsou délky pulsů stejné, pak se zastaví.

Kde a k čemu slouží?

Nejčastěji se servomotory používají v přesných přístrojích, programovatelných obráběcích strojích, robotice atd. Tyto mechanismy našly svou oblibu v leteckém modelářství.

Dnes se servopohony vyvíjejí a mění. U servomotorů, které se dnes na trhu vyrábějí, se zvýšil počet vinutí. Došlo také ke zvýšení zrychlení a rychlosti otáčení. Nyní jsou vinutí dokonce umístěna mimo magnet. Díky tomuto řešení se zvyšuje účinnost zařízení.

Moderní technologie také umožnily opustit kolektor a použít permanentní magnety rotoru. Dnes jsou na trhu nejoblíbenější servomotory ovládané z programovatelného regulátoru. Použití takových zařízení umožňuje vytvářet vysoce přesné přístroje a moderní technologie.

K vývoji a poptávce po servomotorech přispěl faktor jako vysoká přesnost. Kromě toho moderní digitální vývoj používá počítač ke konfiguraci a ovládání těchto zařízení. To zjednodušuje práci.

Zbývá dodat, že servomotory jsou nutné k posunutí výstupního hřídele do požadované polohy a automatickému přidržení. Navíc se s jejich pomocí nastavují pohyby mechanismu, které jsou koordinovány rotacemi hřídele.