Szervomotor alapismeretek

Szervomotor alapismeretek

A „servo” szó a görög „rabszolga” szóból származik. A „szervomotor” olyan motort jelent, amely abszolút engedelmeskedik a vezérlőjel parancsának: a vezérlőjel elküldése előtt a forgórész leáll; a vezérlőjel elküldésekor a forgórész azonnal forog; ha a vezérlőjel eltűnik, a forgórész azonnal leállhat.

A szervomotor egy mikromotor, amelyet egy automatikus vezérlőberendezés működtetőjeként használnak. Feladata, hogy egy elektromos jelet egy forgó tengely szögeltolódásává vagy szögsebességévé alakítson át.

A szervomotorok két kategóriába sorolhatók: AC szervo és DC szervo

Az AC szervomotor alapfelépítése hasonló az AC indukciós motoréhoz (aszinkron motor). Az állórészen két Wf gerjesztőtekercs és egy WcoWf vezérlőtekercs található 90°-os elektromos szögű fázistéreltolással, állandó váltakozó feszültségre kapcsolva, és a Wc-re alkalmazott váltakozó feszültséget vagy fázisváltást használják a működés szabályozásának céljára. a motorról. Az AC szervomotor jellemzői: stabil működés, jó irányíthatóság, gyors reagálás, nagy érzékenység, valamint a mechanikai jellemzők és beállítási jellemzők szigorú nemlinearitási mutatói (kevesebb, mint 10% és 15% között, és kevesebb, mint 15% és 25% között) illetőleg).

Az egyenáramú szervomotor alapvető felépítése hasonló az általános egyenáramú motorokéhoz. Motor fordulatszám n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, ahol E az armatúra ellenelektromotoros ereje, K állandó, j a pólusonkénti mágneses fluxus, Ua, Ia az armatúra feszültsége és armatúra árama, Ra Az armatúra ellenállása, az Ua vagy a φ változtatása szabályozhatja az egyenáramú szervomotor fordulatszámát, de általában az armatúra feszültségének szabályozási módszerét alkalmazzák. Az állandó mágneses egyenáramú szervomotorban a gerjesztő tekercset állandó mágnes helyettesíti, és a φ mágneses fluxus állandó. . Az egyenáramú szervomotor jó lineáris szabályozási jellemzőkkel és gyors reakcióidővel rendelkezik.

Az egyenáramú szervomotorok előnyei és hátrányai

Előnyök: Pontos fordulatszám-szabályozás, kemény nyomaték- és fordulatszám-jellemzők, egyszerű szabályozási elv, könnyű használat és olcsó ár.

Hátrányok: kefe kommutáció, sebességkorlátozás, további ellenállás és kopórészecskék (nem alkalmas pormentes és robbanásveszélyes környezetben)

Az AC szervomotor előnyei és hátrányai

Előnyök: jó fordulatszám szabályozási jellemzők, egyenletes szabályozás a teljes fordulatszám tartományban, szinte rezgésmentes, magas hatásfok 90% felett, kevesebb hőtermelés, nagy sebességű szabályozás, nagy pontosságú pozíciószabályozás (a jeladó pontosságától függően), névleges működési terület Belül állandó nyomatékot, alacsony tehetetlenséget, alacsony zajszintet, kefekopást, karbantartást nem igényel (pormentes, robbanásveszélyes környezetben is használható)

Hátrányok: A szabályozás bonyolultabb, a PID paraméterek meghatározásához a hajtásparamétereket a helyszínen kell beállítani, és több bekötésre van szükség.

Az egyenáramú szervomotorokat kefés és kefe nélküli motorokra osztják

A kefés motorok alacsony költségűek, egyszerű felépítésűek, nagy indítónyomatékúak, széles fordulatszám-szabályozási tartományúak, könnyen vezérelhetők, karbantartást igényelnek, de könnyen karbantarthatók (szénkefe cseréje), elektromágneses interferenciát keltenek, a használati környezetre vonatkozó követelményekkel rendelkeznek, és általában költségérzékeny Közös ipari és civil alkalmakra használják.

A kefe nélküli motorok kis méretűek és könnyűek, nagy teljesítményűek és gyors reagálásúak, nagy sebességűek és kicsi a tehetetlenségi nyomatékuk, stabilak a nyomatékuk és egyenletes a forgásuk, bonyolult vezérlésűek, intelligensek, rugalmasak elektronikus kommutációs módban, kommutálhatók négyszöghullámban vagy szinuszhullámban, karbantartást nem igénylő motor, nagy hatékonyság és energiatakarékos, kis elektromágneses sugárzás, alacsony hőmérséklet-emelkedés és hosszú élettartam, különféle környezetekhez alkalmas.

Az AC szervomotorok kefe nélküli motorok is, amelyek szinkron és aszinkron motorokra oszthatók. Jelenleg a szinkron motorokat általában mozgásvezérlésben használják. A teljesítménytartomány nagy, a teljesítmény nagy lehet, a tehetetlenség nagy, a maximális sebesség alacsony, és a sebesség a teljesítmény növekedésével nő. Egységes sebességű ereszkedés, alacsony sebességű és sima futási alkalmakra alkalmas.

A szervomotor belsejében lévő forgórész egy állandó mágnes. A meghajtó vezérli az U/V/W háromfázisú elektromosságot, hogy elektromágneses teret hozzon létre. Ennek a mágneses mezőnek a hatására a rotor forog. Ugyanakkor a motorhoz mellékelt jeladó továbbítja a visszacsatoló jelet a vezetőnek. Az értékeket összehasonlítja a rotor forgásszögének beállításához. A szervomotor pontossága a jeladó pontosságától (sorok számától) függ.

Mi az a szervo motor? Hány fajta létezik? Mik a működési jellemzők?

Válasz: A szervomotort, más néven végrehajtó motort, működtetőként használják az automatikus vezérlőrendszerben, hogy a vett elektromos jelet szögeltolódássá vagy szögsebesség-kimenetté alakítsák a motor tengelyén.

A szervomotorok két kategóriába sorolhatók: DC és AC szervomotorok. Fő jellemzőik, hogy nulla jelfeszültség esetén nincs önforgás, és a fordulatszám egyenletes fordulatszámon csökken a nyomaték növekedésével.

Mi a különbség az AC szervomotor és a kefe nélküli egyenáramú szervomotor teljesítményében?

Válasz: Az AC szervomotor teljesítménye jobb, mert az AC szervót szinuszhullám vezérli, és kicsi a nyomaték hullámzása; míg a kefe nélküli egyenáramú szervót trapézhullám vezérli. De a kefe nélküli DC szervovezérlés viszonylag egyszerű és olcsó.

Az állandó mágneses váltóáramú szervohajtás technológiájának gyors fejlődése miatt az egyenáramú szervorendszer szembesült azzal a válsággal, hogy megszűnt. A technológia fejlődésével az állandó mágneses váltakozóáramú szervohajtás technológia kiemelkedő fejlődést ért el, és a különböző országok neves elektromos gyártói folyamatosan dobták piacra az AC szervomotorok és szervohajtások új sorozatait. Az AC szervorendszer a kortárs, nagy teljesítményű szervorendszer fő fejlesztési irányává vált, ami miatt az egyenáramú szervorendszer szembe kell néznie a megszűnés válságával.

Az egyenáramú szervomotorokhoz képest az állandó mágneses AC szervomotorok a következő fő előnyökkel rendelkeznek:

⑴ Kefe és kommutátor nélkül a működés megbízhatóbb és karbantartást nem igényel.

(2) Az állórész tekercselés fűtése jelentősen csökken.

⑶ A tehetetlenségi nyomaték kicsi, és a rendszer jó gyors reagálással rendelkezik.

⑷ A nagy sebességű és nagy nyomatékú működési állapot jó.

⑸Kis méret és könnyű súly azonos teljesítmény mellett.

Szervo motor elve

Az AC szervomotor állórészének felépítése alapvetően hasonló a kondenzátoros osztott fázisú egyfázisú aszinkron motoréhoz. Az állórész két tekercseléssel van felszerelve, amelyek kölcsönös különbsége 90°, az egyik az Rf gerjesztő tekercs, amely mindig az Uf váltakozó feszültségre van kötve; a másik az L vezérlőtekercs, amely az Uc vezérlőjel feszültségére van kötve. Tehát az AC szervomotort két szervomotornak is nevezik.

Az AC szervomotor forgórésze általában mókusketrecbe készül, de ahhoz, hogy a szervomotor széles fordulatszám-tartománnyal, lineáris mechanikai jellemzőkkel, „autorotációs” jelenség nélkül és gyors reakcióképességgel rendelkezzen, a hagyományos motorokhoz képest have A rotor ellenállása nagy és a tehetetlenségi nyomaték kicsi. Jelenleg kétféle rotorszerkezetet használnak elterjedten: az egyik a mókuskalitkás forgórész, nagy ellenállású vezetőrudakkal, amelyek nagy ellenállású vezető anyagokból készülnek. A forgórész tehetetlenségi nyomatékának csökkentése érdekében a rotort karcsúsítjuk; a másik egy alumíniumötvözetből készült üreges csésze alakú rotor, a csésze fala mindössze 0,2-0,3 mm, az üreges csésze alakú rotor tehetetlenségi nyomatéka kicsi, a reakció gyors és a működése stabil, tehát széles körben használják.

Ha az AC szervomotornak nincs vezérlőfeszültsége, csak az állórészben lévő gerjesztő tekercs által generált pulzáló mágneses tér van, és a forgórész álló helyzetben van. Vezérlőfeszültség esetén az állórészben forgó mágneses mező keletkezik, és a forgórész a forgó mágneses tér irányába forog. Ha a terhelés állandó, a motor fordulatszáma a vezérlőfeszültség nagyságával változik. Ha a vezérlőfeszültség fázisa ellentétes, a szervomotor megfordul.

Bár a váltóáramú szervomotor működési elve hasonló a kondenzátoros egyfázisú aszinkron motoréhoz, az előbbi rotorellenállása sokkal nagyobb, mint az utóbbié. Ezért a kondenzátoros aszinkron motorhoz képest a szervomotornak három kiemelkedő tulajdonsága van:

1. Nagy indítónyomaték: A nagy rotorellenállás miatt a nyomatékkarakterisztika (mechanikai karakterisztika) közelebb áll a lineárishoz, és nagyobb az indítónyomatéka. Ezért, ha az állórész vezérlőfeszültséggel rendelkezik, a forgórész azonnal forog, ami a gyors indítás és a nagy érzékenység jellemzőivel rendelkezik.

2. Széles működési tartomány: stabil működés és alacsony zajszint. [/p][p=30, 2, balra] 3. Nincs önforgás jelenség: Ha a működő szervomotor elveszti a vezérlőfeszültséget, a motor azonnal leáll.

Mi az a "precíziós sebességváltó mikromotor"?

A „precíziós átviteli mikromotor” gyorsan és helyesen tudja végrehajtani a rendszerben gyakran változó utasításokat, és hajtja a szervo mechanizmust az utasítás által elvárt munka elvégzéséhez, és legtöbbjük megfelel az alábbi követelményeknek:

1. Indulhat, megállhat, fékezhet, tolathat és gyakran alacsony sebességgel futhat, és nagy mechanikai szilárdsággal, magas hőállósági szinttel és magas szigetelési szinttel rendelkezik.

2. Jó gyors reagálási képesség, nagy nyomaték, kis tehetetlenségi nyomaték és kis időállandó.

3. A vezetővel és a vezérlővel (például szervomotorral, léptetőmotorral) a vezérlési teljesítmény jó.

4. Nagy megbízhatóság és nagy pontosság.

A "precíziós sebességváltó mikromotor" kategóriája, szerkezete és teljesítménye

AC szervo motor

(1) Cage típusú kétfázisú AC szervomotor (karcsú ketrec típusú rotor, megközelítőleg lineáris mechanikai jellemzők, kis térfogatú és gerjesztőáram, kis teljesítményű szervo, alacsony fordulatszámú működés nem elég egyenletes)

(2) Nem mágneses csésze rotoros kétfázisú váltakozó áramú szervomotor (mag nélküli rotor, közel lineáris mechanikai jellemzők, nagy térfogatú és gerjesztőáram, kis teljesítményű szervo, egyenletes működés alacsony fordulatszámon)

(3) Kétfázisú AC szervomotor ferromágneses csésze rotorral (ferromágneses anyagból készült csésze rotor, közel lineáris mechanikai jellemzők, nagy forgórész tehetetlenségi nyomaték, kis fogaskerék hatás, stabil működés)

(4) Szinkron állandó mágneses váltóáramú szervomotor (állandó mágneses szinkronmotorból, fordulatszámmérőből és helyzetérzékelő elemből álló koaxiális integrált egység, az állórész 3- vagy 2-fázisú, a mágneses anyagú rotort pedig fel kell szerelni a fordulatszám-tartomány széles és a mechanikai jellemzők állandó nyomatékterületből és állandó teljesítménytartományból állnak, amelyek folyamatosan zárhatók, jó gyors reagálású, nagy; a kimenő teljesítmény és a kis nyomatékingadozás kétféle négyszöghullámú és szinuszos hajtás, jó vezérlési teljesítmény és elektromechanikus integrációs vegyi termékek)

(5) Aszinkron háromfázisú váltakozó áramú szervomotor (a forgórész hasonló a ketrec típusú aszinkron motorhoz, és meghajtóval kell felszerelni. Vektorvezérlést alkalmaz, és kibővíti az állandó teljesítményű fordulatszám szabályozási tartományt. Leginkább szerszámgépek orsófordulatszám-szabályozó rendszerei)

DC szervo motor

(1) Nyomtatott tekercses egyenáramú szervomotor (a tárcsarotor és a tárcsa állórész axiálisan hengeres mágneses acélhoz vannak kötve, a forgórész tehetetlenségi nyomatéka kicsi, nincs fogaszás, nincs telítési hatás, és a kimeneti nyomaték nagy)

(2) Vezetékes tárcsa típusú egyenáramú szervomotor (a tárcsarotor és az állórész axiálisan hengeres mágneses acélhoz vannak kötve, a forgórész tehetetlenségi nyomatéka kicsi, a vezérlési teljesítmény jobb, mint más egyenáramú szervomotoroknál, a hatásfok magas, és a a kimeneti nyomaték nagy)

(3) Csésze típusú armatúra állandó mágneses egyenáramú motor (mag nélküli rotor, kis forgórész tehetetlenségi nyomaték, növekményes mozgású szervorendszerhez alkalmas)

(4) Kefe nélküli egyenáramú szervomotor (az állórész többfázisú tekercses, a forgórész állandó mágneses, a rotor helyzetérzékelőjével, nincs szikrainterferencia, hosszú élettartam, alacsony zajszint)

nyomaték motor

(1) DC nyomatékú motor (lapos szerkezet, pólusok száma, rések száma, kommutációs darabok száma, soros vezetékek száma; nagy kimeneti nyomaték, folyamatos munka alacsony fordulatszámon vagy leállt, jó mechanikai és beállítási jellemzők, kis elektromechanikus időállandó )

(2) Kefe nélküli egyenáramú nyomatékmotor (a kefe nélküli egyenáramú szervomotorhoz hasonló felépítésű, de lapos, sok pólussal, réssel és soros vezetékkel; nagy kimeneti nyomaték, jó mechanikai és beállítási jellemzők, hosszú élettartam, nincs szikra, nincs zaj Alacsony)

(3) Ketrec típusú váltakozó áramú forgatónyomatékú motor (ketrec típusú rotor, lapos szerkezet, sok pólus és rés, nagy indítónyomaték, kis elektromechanikus időállandó, hosszú távú zárt rotoros működés és lágy mechanikai tulajdonságok)

(4) Szilárd rotoros AC nyomatékú motor (ferromágneses anyagból készült tömör rotor, lapos szerkezet, sok pólus és rés, hosszú távú reteszelt rotor, egyenletes működés, lágy mechanikai tulajdonságok)

léptetőmotor

(1) Reaktív léptetőmotor (az állórész és a forgórész szilikon acéllemezből készül, nincs tekercs a forgórész magján, és van vezérlőtekercs az állórészen; a lépésszög kicsi, az indítási és a működési frekvencia magas , a lépésszög pontossága alacsony, és nincs önzáró nyomaték)

(2) Állandó mágneses léptetőmotor (állandó mágneses forgórész, radiális mágnesezési polaritás; nagy lépésszög, alacsony indítási és működési frekvencia, tartási nyomaték és kisebb energiafogyasztás, mint a reaktív típus, de pozitív és negatív impulzusok szükségesek)

(3) Hibrid léptetőmotor (állandó mágneses rotor, axiális mágnesezési polaritás; nagy lépésszögpontosság, tartónyomaték, kis bemeneti áram, reaktív és állandó mágneses