Kas yra servo, servo vairavimas

Servo pavara yra pavara, kurios tikslus valdymas atliekamas per neigiamą grįžtamąjį ryšį ir taip leidžia pasiekti reikiamus darbinio kūno judėjimo parametrus.

Šio tipo mechanizmai turi jutiklį, kuris stebi tam tikrą parametrą, pavyzdžiui, greitį, padėtį ar jėgą, taip pat valdymo bloką (mechaninius strypus arba elektroninę grandinę), kurio užduotis yra automatiškai palaikyti reikiamą parametrą įrenginio veikimo metu. , priklausomai nuo signalo iš jutiklio bet kuriuo momentu.

Pradinė veikimo parametro vertė nustatoma, pavyzdžiui, naudojant valdiklį potenciometro rankenėlė arba naudojant kitą išorinę sistemą, kurioje įvedama skaitinė reikšmė. Taigi, servo pavara automatiškai atlieka paskirtą užduotį – remdamasi jutiklio signalu, tiksliai sureguliuoja nustatytą parametrą ir išlaiko jį stabilų pavaroje.

Daugelis stiprintuvų ir reguliatorių, turinčių neigiamą grįžtamąjį ryšį, gali būti vadinami servosais.Pavyzdžiui, servo pavaros apima stabdymą ir vairavimą automobiliuose, kai rankiniu būdu valdomas stiprintuvas būtinai turi neigiamą padėties grįžtamąjį ryšį.

Pagrindiniai servo komponentai:

• Pavaros blokas;

• Jutiklis;

• Valdymo blokas;

• Konverteris.

Pavyzdžiui, kaip pavara gali būti naudojamas pneumatinis cilindras su strypu arba elektrinis variklis su pavarų dėže. Grįžtamojo ryšio jutiklis gali būti kodavimo įrenginys (kampo jutiklis) arba pavyzdžiui Salės jutiklis… Valdymo blokas – individualus keitiklis, dažnio keitiklis, servo stiprintuvas (angliškai Servodrive). Valdymo įrenginyje iš karto gali būti valdymo signalo jutiklis (keitiklis, įvestis, smūgio jutiklis).

Paprasčiausia elektrinės servo pavaros valdymo blokas yra pagrįstas grandine, skirta lyginti nustatytų signalų vertes ir signalą, gaunamą iš grįžtamojo ryšio jutiklio, dėl kurio tiekiama atitinkamo poliškumo įtampa. prie elektros variklio.

Jei norint išvengti dinaminių elektros variklio perkrovų reikalingas sklandus pagreitis arba sklandus lėtėjimas, tuomet taikomos sudėtingesnės valdymo schemos, pagrįstos mikroprocesoriais, kurios gali tiksliau išdėstyti darbinį kūną. Taigi, pavyzdžiui, yra įrengtas įtaisas, skirtas galvų išdėstymui standžiajame diske.

Tikslus grupių ar pavienių servo pavarų valdymas pasiekiamas naudojant CNC valdiklius, kurie, beje, gali būti sukurti ant programuojamų loginių valdiklių. Tokiais valdikliais pagrįstos servo pavaros pasiekia 15 kW galią ir gali išvystyti iki 50 Nm sukimo momentą.

Rotacinės servovaros yra sinchroninės, su galimybe itin tiksliai reguliuoti sukimosi greitį, sukimosi kampą ir pagreitį bei asinchroninės, kai greitis išlaikomas labai tiksliai net esant itin mažam greičiui.

Sinchroniniai servo varikliai gali labai greitai įsibėgėti iki vardinio greičio. Taip pat dažnai naudojami apskriti ir plokšti linijiniai servo įrenginiai, leidžiantys įsibėgėti iki 70 m/s².

Apskritai servo įtaisai skirstomi į elektrohidromechaninius ir elektromechaninius. Pirmajame judesį generuoja stūmoklio-cilindro sistema, o atsakas yra labai didelis.Antrieji tiesiog naudoja elektros variklį su pavarų dėže, tačiau našumas yra eilės tvarka mažesnis.

Servo pavarų taikymo sritis šiandien yra labai plati, nes yra galimybė itin tiksliai nustatyti darbinio korpuso padėtį.

Yra įvairių įrankių ir staklių mechaniniai užraktai, vožtuvai ir darbiniai korpusai, ypač su CNC, įskaitant automatines mašinas gamyklinei spausdintinių plokščių gamybai ir įvairius pramoninius robotus bei daugybę kitų tiksliųjų įrankių. Didelio greičio servovarikliai yra labai populiarūs tarp lėktuvų modelių. Visų pirma, servovarikliai pasižymi būdingu judesio tolygumu ir efektyvumu energijos suvartojimo požiūriu.

Tripolių kolektorių varikliai iš pradžių buvo naudojami kaip servo variklių pavaros, kur rotoriuje buvo apvijos, o statoriuje - nuolatiniai magnetai. Jame taip pat buvo surinkimo šepetys. Vėliau ričių skaičius padidėjo iki penkių, o sukimo momentas tapo didesnis ir pagreitis.

Kitas tobulinimo etapas - apvijos buvo dedamos už magnetų ribų, todėl sumažėjo rotoriaus svoris, sutrumpėjo pagreičio laikas, tačiau padidėjo sąnaudos. Dėl to buvo žengtas pagrindinis tobulinimo žingsnis - jie atsisakė kolektoriaus (ypač plačiai paplito nuolatinio magneto rotoriniai varikliai), o variklis pasirodė be šepetėlių, dar efektyvesnis, nes pagreitis, greitis ir sukimo momentas dabar buvo dar didesni.

Servo varikliai pastaraisiais metais labai išpopuliarėjo. Valdomas Arduino, atveriantis plačias galimybes tiek mėgėjų aviacijai, tiek robotikai (kvadrokopteriams ir kt.), tiek tiksliųjų metalo pjovimo staklių kūrimui.

Dažniausiai įprasti servo varikliai naudoja tris laidus. Vienas iš jų skirtas maitinimui, antrasis – signalas, trečias – bendras. Į signalinį laidą tiekiamas valdymo signalas, pagal kurį reikia reguliuoti išėjimo veleno padėtį. Veleno padėtis nustatoma pagal potenciometro grandinę.

Valdiklis per pasipriešinimą ir valdymo signalo reikšmę nustato, kuria kryptimi reikia suktis, kad velenas pasiektų norimą padėtį. Kuo didesnė įtampa pašalinama iš potenciometro, tuo didesnis sukimo momentas.

Dėl didelio energijos vartojimo efektyvumo, tikslių valdymo galimybių ir puikaus veikimo servo pavaros, kurių pagrindą sudaro bešepetiniai varikliai, vis dažniau randamos žaisluose, buitiniuose prietaisuose (sunkiuose dulkių siurbliuose su HEPA filtrais) ir pramoninėje įrangoje.