Обновлено в мае 2018 года Лизой Эйтел ||Разобраться в особенностях серводвигателя — непростая задача, но отличительной чертой любого серводвигателя является наличие обратной связи и замкнутого контура управления.
Серводвигатели обеспечивают точное регулирование крутящего момента, скорости или положения с помощью обратной связи по замкнутому контуру. Они также могут работать на нулевой скорости, сохраняя при этом крутящий момент, достаточный для удержания груза в заданном положении.
Серводвигатели обладают рядом неоспоримых преимуществ перед другими типами двигателей. Прежде всего, они обеспечивают более точное управление движением. Это означает, что они могут легче адаптироваться к сложным схемам и профилям движения.
Кроме того, благодаря высокому уровню точности значительно снижается погрешность определения местоположения.
Все серводвигатели состоят, по существу, из трех компонентов: электродвигателя, устройства обратной связи и некоторого типа электронного управления.
Сам по себе электродвигатель может быть как переменного, так и постоянного тока. В категории dc щеточные сервомоторы постоянного тока, как правило, дешевле, чем бесщеточные сервоприводы, но требуют большего обслуживания из-за наличия щеток, необходимых для коммутации двигателя.
Бесщеточные серводвигатели стоят дороже, чем бесщеточные двигатели постоянного тока. Как правило, они используются в приложениях, требующих более высокого крутящего момента. Бесщеточные серводвигатели постоянного тока отличаются высокой надежностью и практически не требуют технического обслуживания.
Однако, в приводы для бесщеточных серводвигателей постоянного тока более сложны потому что коммутация осуществляется электронным способом, а не механическим как в двигателе постоянного тока с щеткой.
Серводвигатели можно разделить на однофазные и трехфазные. Однофазные двигатели могут быть самыми разными — от простых и недорогих электродвигателей постоянного тока с щеточным приводом, упомянутых выше, до звуковых катушек для небольших микро- и наноустановок.
Сервомоторы также требуют наличия обратной связи, часто с устройством обратной связи, таким как энкодер, встроенным непосредственно в корпус двигателя. Сигнал обратной связи необходим схеме управления для замыкания контура управления. Именно это замкнутое управление обеспечивает сервомоторам возможность точного позиционирования.
Наконец, схема управления обычно включает в себя контроллер движения, который генерирует профиль движения для двигателя, и привод двигателя, который подает питание на двигатель на основе команд от контроллера движения.
Серводвигатели используются в самых разных отраслях промышленности — от станкостроения, упаковочного оборудования, средств связи и робототехники до более новых приложений, таких как управление солнечными панелями и широкий спектр систем автоматизации. Разнообразие областей применения означает, что серводвигатели предназначены как для помещений общего назначения, так и для специализированных ситуаций, требующих, чтобы они выдерживали экстремальные температуры и давление на открытом воздухе, а также особые требования пищевой промышленности к условиям мойки.
Более новую подкатегорию серводвигателей часто называют интегрированными серводвигателями. В этом типе конструкции сам двигатель объединен с другими важными компонентами целостной системы управления движением, включая устройство обратной связи (как правило, энкодер), усилитель или привод двигателя, порт связи и сам контроллер движения.
Считается, что такие системы отличаются большей надежностью, главным образом потому, что в них меньше деталей, которые необходимо соединять друг с другом. Кроме того, меньшее количество внешних подключений означает меньшее количество кабелей и проводки. Меньшее количество кабелей и проводки снижает затраты, а также тот факт, что компоненты, которые обычно приобретаются отдельно, такие как контроллер движения и привод, интегрированы в один комплект поставки.
Эти встроенные серводвигатели также сконструированы таким образом, чтобы их можно было легко и быстро запрограммировать, что позволяет сократить время разработки. Возможности связи варьируются от простых последовательных каналов связи, таких как RS232 или RS485, до более продвинутых сетевых топологий, подходящих для решения сложных задач управления движением, таких как протоколы CANopen, DeviceNet или Ethernet.
Как и в случае с любым другим двигателем, при выборе встроенного серводвигателя для конкретного применения наиболее важным этапом является определение характеристик нагрузки. Вот почему правильный расчет крутящего момента нагрузки является такой важной частью выбора подходящего двигателя и его проектирования для конкретного применения. Хорошее практическое правило, которое следует иметь в виду, заключается в том, чтобы стараться поддерживать фактические условия эксплуатации двигателя ниже установленных пределов, чтобы обеспечить надежную и долговечную эксплуатацию.
Параметры размеров двигателя обычно основаны на кривой крутящего момента и моменте инерции нагрузки. Эти два фактора могут помочь определить рабочую полосу двигателя. Наборы кривых крутящего момента отображают пределы как постоянного, так и пикового крутящего момента для данного двигателя в полном диапазоне оборотов.
Существуют различные типы кривых крутящего момента, которые также относятся к пиковому и непрерывному крутящему моменту. Кривые пикового крутящего момента могут быть получены в результате динамического тестирования и представляют точку, в которой аппаратные настройки привода ограничивают максимальный ток, предотвращая дальнейший крутящий момент в целях защиты компонентов приводной ступени.
Для любой механической системы, если двигатель работает в оптимальном диапазоне, то система будет работать наилучшим образом. Помимо самого двигателя, в зависимости от специфики применения может потребоваться настройка механических компонентов, таких как зубчатые редукторы, ремни, шаг ходового винта или шестерни, для достижения оптимальной производительности системы.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии