Servo motorun rolü, giriş voltajı sinyalini (yani kontrol voltajını) şaft üzerindeki açısal yer değiştirmeye veya açısal hız çıkışına dönüştürmektir. Genellikle otomatik kontrol sisteminde aktüatör olarak kullanılır. Bu nedenle servo motora aktüatör motor da denir. Ana özelliği şudur: Voltaj kontrol edildiğinde rotor hemen döner ve kontrol voltajı olmadığında rotor hemen durur. Şaftın yönlendirilmesi ve hızı, kontrol voltajının yönü ve büyüklüğü ile belirlenir. Servo motorlar iki ana kategoriye ayrılır: AC ve DC.
İlk olarak,AC servo motor
1. Temel yapı
AC servo motor esas olarak bir stator ve bir rotordan oluşur.
Stator çekirdeği genellikle bir silikon çelik levha ile lamine edilir. İki fazlı sargılar, stator çekirdeğinin yüzeyindeki yuvalara yerleştirilmiştir. Bir faz sargısı bir alan sargısıdır ve diğer faz sargısı bir kontrol sargısıdır. İki fazlı sargılar uzamsal konumda birbirinden 90 derece uzaktadır. Çalışma sırasında, alan sargısı f, AC uyarma güç kaynağına bağlanır ve kontrol sargısı k, kontrol sinyali voltajı Uk ile eklenir.
Temelde şunlardan oluşur: stator 1, rotor 5 ve algılama elemanı 8 ve diğer parçalar.
2. Çalışma prensibi
AC servo motorda kontrol voltajı olmadığında, hava boşluğunda sadece alan sargısının ürettiği titreşimli manyetik alan bulunur ve rotorda başlangıç torku yoktur ve sabittir. Bir kontrol voltajı olduğunda ve kontrol sargı akımı ve alan sargı akımı faz dışı olduğunda, hava boşluğunda dönen bir manyetik alan üretilir ve rotorun dönen manyetik alan yönünde döndürülmesi için elektromanyetik tork üretilir. Bununla birlikte, servo motor gereksinimleri yalnızca kontrol voltajı altında başlatılamaz, aynı zamanda voltaj kaybolduktan sonra da motorun hemen durması gerekir. Servo motor kontrol voltajı kaybolursa ve normal tek fazlı asenkron motor gibi dönmeye devam ederse, kontrolden çıkma fenomeni oluşur. Bu fenomene kontrol kaybı nedeniyle kendi kendine dönme diyoruz.
3. Kontrol yöntemi
Metafizik, servo motorun hızını ve dönüş yönünü kontrol etmek için aşağıdaki üç yöntemi kullanabilir.
(1) Genlik kontrolü Kontrol voltajı ile uyarma voltajı arasındaki faz farkını sabit tutun ve sadece kontrol voltajının genliğini değiştirin.
(2) Faz kontrolü Kontrol voltajının genliğini sabit tutun ve sadece kontrol voltajı ile uyarma voltajı arasındaki faz farkını değiştirin.
(3) Genlik-faz kontrolü Kontrol voltajının genliğini ve fazını aynı anda değiştirin.
İkincisi, DC servo motor
1. Temel yapı
Geleneksel DC servo motor aslında küçük kapasiteli normal bir DC motordur. İki tür uyarma ve kalıcı mıknatısa sahiptir ve yapısı temelde sıradan bir DC motorunkiyle aynıdır.
Çanak şeklindeki armatür DC servo motorun rotoru, manyetik olmayan bir malzemeden yapılmış içi boş, çanak şeklinde bir silindirden yapılmıştır ve rotor hafiftir, böylece atalet momenti küçüktür ve tepki hızlıdır. Rotor, yumuşak manyetik malzemeden yapılmış iç ve dış statorlar arasında büyük bir hava boşluğu ile döner.
Fırçasız DC servo motor, geleneksel fırça ve komütatörün yerini elektronik bir ters çevirme cihazıyla değiştirerek daha güvenilir hale getirir. Stator çekirdek yapısı, temelde, çok fazlı bir sargının gömülü olduğu ortak bir DC motorunkiyle aynıdır ve rotor, kalıcı bir mıknatıs malzemesinden yapılmıştır.
2. Temel çalışma prensibi
Geleneksel DC servo motorun temel çalışma prensibi, sıradan DC motor ile tamamen aynıdır. Elektromanyetik tork, servo motorun dönmesini sağlamak için armatür akımının ve hava boşluğu akısının etkisiyle üretilir. Armatür kontrol modu genellikle benimsenir, yani dönüş hızı, uyarma voltajını sabit tutarken armatür voltajı değiştirilerek ayarlanır. Armatür voltajı ne kadar küçükse, dönme hızı o kadar düşük olur; armatür voltajı sıfır olduğunda motor durur. Armatür voltajı sıfır olduğunda armatür akımı sıfır olduğundan, motor elektromanyetik tork üretmez ve "dönüş" olmaz.
Üçüncüsü, AC ve DC servo motor arasındaki fark
DC servo motorun dezavantajları:
a. Fırçalar ve komütatörler aşınmaya meyillidir, değiştirme sırasında kıvılcım çıkarır, hızı sınırlar
b. Karmaşık yapı, üretimi zor, yüksek maliyet
AC servo motorun avantajları:
c. Basit yapı, düşük maliyet ve DC motorlara kıyasla küçük rotor ataleti
d. AC motorun kapasitesi DC motorunkinden daha büyüktür
Servo sistem performans gereksinimleri
İlk olarak, temel gereksinimler
1, yüksek yer değiştirme doğruluğu
Yer değiştirme doğruluğu: Komut darbesi ile makine tablasının yer değiştirmesi arasındaki uyumluluk derecesini ve servo sistem tarafından tabloya dönüştürülen komut darbesinin gerçek yer değiştirmesini ifade eder.
2, iyi istikrar
Kararlılık: Servo sistem, verilen giriş veya harici rahatsızlık altında kısa bir ayarlama işleminden sonra yeni olabilir veya orijinal denge durumuna dönebilir.
3, yüksek konumlandırma doğruluğu
Konumlandırma doğruluğu: Çıkışın doğruluğunu ifade eder, girdiyi yeniden üretebilir
4, hızlı yanıt iyidir
5, geniş hız aralığı
Hız düzenleme aralığı: Mekanik aygıtın motorun sağlamasını gerektirdiği maksimum hız ve minimum hız oranını ifade eder.
6, sistem güvenilirliği iyidir
7, düşük hız ve büyük tork
İkincisi, servo sistemin sınıflandırılması
Servo sistem ayarlama teorisi sınıflandırmasına göre
a, Açık döngü servo sistemi
c, Yarı kapalı döngü servo sistemi