Сервопривод или сервомотор: схема работы

Сервоприводы (серво моторы) дают возможность управлять угловыми скоростями и разного рода исполнительных системах. Другими словами, сервопривод (с англ. serve – обслуживать, контролировать; drive – приводить в движение при помощи мотора) – это следящий привод, который обязательно оснащен двигателем (мотором). Именно двигатели серво или электродвигатели являются основным движущим элементом устройства. Они преобразовывают электрическую энергию в механическую.

Базовые назначения сервоприводов

Среди самых главных функций сервоприводов, можно выделить следующие:

1.  Основная задача агрегата – точное позиционирование полезной нагрузки. Сервопривод отвечает за точное позиционирование вала, таким образом, перемещая полезную нагрузку при помощи исполнительных устройств;
2.  Оптимизирует работу электромотора – поставляет в нужные отрезки времени нужное количество электроэнергии, чтобы можно было выполнить поставленную задачу. Устройство оптимизирует нагрузку на механические элементы;
3.  Экономит затраченную энергию. Оптимизируя рабочие процессы, сервопривод использует только нужно количество электроэнергии, не перерасходовав ее. КПД современных устройств составляет около 90%, а иногда и больше.

Сервоприводы бывают цифровые и аналоговые. При этом внешне устройства практически не отличаются, а главное различие лежит в принципе управления мотором. Аналоговые модели имеют встроенную микросхему, а цифровые – микропроцессор. Второй тип устройств выигрывает за счет того, что принимает импульсы с частотой 200 Гц и более, а первый тип – только 50 Гц. Цифровые устройства – сравнительно новые и улучшенные устройства в современной технике. Они могут похвастаться высокой точностью позиционирования, более быстрым управлением, могут постоянно поддерживать крутящий момент. На сегодняшний день написано много программ, которые помогут разобраться в функционировании сервоприводов и воплотить в реальность ваши идеи.

Типы сервомоторов в сервоприводах

Сервоприводы последнего образца – надежные устройства с плавным режимом работы и с низким уровнем шума. Современные технологии и материалы позволили усовершенствовать данные агрегаты настолько, что теперь серво приводы без проблем достигают высоких показателей точности и повторяемости в широком диапазоне скоростей, при этом обеспечивая высокую эффективность работы.

Сервопривод всегда «осведомлен», в каком положении находится вал сервомотора.

4 типа электродвигателей, которые чаще всего применяют в современных сервоприводах:

•  Шаговые электродвигатели характерны для бюджетных вариантов устройств. Это безколлекторное устройство электромеханического типа, которое имеет несколько обмоток. Название «шаговый» электродвигатель появилось не просто так, а исходя из принципа функционирования данного устройства. При помощи специального драйвера, двигатель получает короткие электроимпульсы. Эти импульсы поочередно активируют каждую из обмоток и запускают ротор, вызывая угловые шаговые перемещения. Серво гибридный двигатель стоит дороже, чем двигатели с постоянными магнитами. Но он обеспечивает большую скорость и момент, и при этом меньший размер шага.
•  Синхронные электродвигатели – универсальные сервоприводы для высокоточных применений.
•  Асинхронные электродвигатели используются для подъемных механизмов, насосной и компрессорной техники.
•  Линейные электродвигатели – дорогостоящие, но сверхточные сервоприводы для скоростного перемещения полезной нагрузки. Используются в основном для научного оборудования, высокоточных порталов, прецизионных станков.

Принцип работы сервоприводов

Функционирование стандартного устройства состоит из нескольких циклических этапов:

1.  На управляемый вход устройства поступают данные значения какого-то внешнего управляющего параметра (чаще всего это угол поворота вала электродвигателя).
2.  Частотник сравнивает это значение с показателями на энкодере или с математической моделью (алгоритм вычислений уже установлен в памяти частотника).
3.  Уже на основе результатов сравнения частотный преобразователь изменяет параметры работы, и производит нужные корректирующие действия для серво мотора. Это может быть ускорение, замедление, поворот вала. Все нужные параметры функционирования задаются оператором сервопривода.

Сегодня купить сервопривод не составит проблем. Выбор на рынке просто огромен, а зная нужные вам характеристики, подобрать модель можно за считанные минуты.