Какво е серво, серво управление

Серво задвижването е задвижване, чието прецизно управление се осъществява чрез отрицателна обратна връзка и по този начин ви позволява да постигнете необходимите параметри на движението на работния орган.

Механизмите от този тип имат сензор, който следи конкретен параметър, например скорост, позиция или сила, както и блок за управление (механични пръти или електронна верига), чиято задача е автоматично да поддържа необходимия параметър по време на работа на устройството, в зависимост от сигнала от сензора във всеки момент от времето.

Първоначалната стойност на работния параметър се задава с помощта на управление, например копче за потенциометър или чрез използване на друга външна система, където е въведена цифрова стойност. И така, серво задвижването автоматично изпълнява възложената задача — разчитайки на сигнала от сензора, той точно регулира зададения параметър и го поддържа стабилно на задвижването.

Много усилватели и регулатори с отрицателна обратна връзка могат да бъдат наречени серво. Например, серво задвижванията включват спиране и управление в автомобили, където усилвателят с ръчно задвижване задължително има отрицателна обратна връзка за позицията.

Основни компоненти на сервото:

• Задвижващ блок;

• Сензор;

• Блок за управление;

• Конвертор.

Например, пневматичен цилиндър с прът или електродвигател със скоростна кутия може да се използва като задвижване. Сензорът за обратна връзка може да бъде енкодер (сензор за ъгъл) или например Сензор на Хол… Блок за управление — индивидуален инвертор, честотен преобразувател, серво усилвател (английски Servodrive). Устройството за управление може веднага да включва сензор за управляващ сигнал (преобразувател, вход, сензор за удар).

В най -простата си форма управляващият блок за електрическо серво задвижване се основава на схема за сравняване на стойностите на настройваните сигнали и сигнала, идващ от сензора за обратна връзка, в резултат на което напрежение със съответната полярност се доставя към електродвигателя.

Ако е необходимо плавно ускорение или плавно забавяне, за да се избегнат динамични претоварвания на електродвигателя, тогава се прилагат по-сложни схеми за управление, базирани на микропроцесори, които могат да позиционират по-точно работното тяло. Така например, устройството за позициониране на главите в твърди дискове е подредено.

Точното управление на групи или единични серво задвижвания се постига чрез използване на CNC контролери, които между другото могат да бъдат изградени върху програмируеми логически контролери. Серво задвижванията, базирани на такива контролери, достигат 15 kW мощност и могат да развият въртящ момент до 50 Nm.

Серво задвижванията с въртеливо движение са синхронни, с възможност за изключително точна настройка на скоростта на въртене, ъгъл на въртене и ускорение и асинхронни, при които скоростта се поддържа много прецизно дори при изключително ниски скорости.

Синхронните сервомотори са способни да ускоряват много бързо до номинална скорост. Кръглите и плоски линейни сервоприводи също са често срещани, позволявайки ускорения до 70 m / s².

По принцип сервоустройствата се подразделят на електрохидромеханични и електромеханични. В първия, движението се генерира от бутално-цилиндровата система и реакцията е много висока.Последните просто използват електрически двигател с скоростна кутия, но производителността е по -ниска с порядък.

Обхватът на приложение на серво задвижванията днес е много широк, поради възможността за изключително точно позициониране на работното тяло.

Има механични ключалки, клапани и работни тела на различни инструменти и металорежещи машини, особено с CNC, включително автомати за фабрично производство на печатни платки и различни промишлени роботи и много други прецизни инструменти. Високоскоростните сервомотори са много популярни сред моделиращите самолети. По -специално, серво моторите са забележителни със своята характерна еднородност на движение и ефективност по отношение на консумацията на енергия.

Първоначално триполюсните колекторни двигатели са били използвани като задвижвания за серво мотори, където роторът съдържа намотки, а статорът съдържа постоянни магнити. Освен това имаше колекторна четка. По -късно броят на намотките нараства до пет, а въртящият момент става по -голям и ускорението става по -бързо.

Следващият етап на подобрение — намотките бяха поставени извън магнитите, така че теглото на ротора беше намалено, а времето за ускорение беше намалено, но разходите се увеличиха. В резултат на това беше направена ключова стъпка за подобряване — те изоставиха колектора (по -специално задвижващите двигатели с постоянни магнити на ротора станаха широко разпространени) и моторът се оказа безчетков, още по -ефективен, тъй като ускорението, скоростта и въртящият момент сега беше още по -висок.

Серво моторите станаха много популярни през последните години. Контролирано от Arduino, което отваря широки възможности както за любителска авиация и роботика (квадрокоптери и др.), така и за създаване на прецизни металорежещи машини.

В по -голямата си част конвенционалните сервомотори използват три проводника за работа. Единият от тях е за захранване, вторият е сигнален, третият е общ. Към сигналния проводник се подава управляващ сигнал, според който е необходимо да се настрои положението на изходния вал. Положението на вала се определя от веригата с потенциометър.

Контролерът, чрез съпротивление и стойността на управляващия сигнал, определя в коя посока е необходимо да се завърти, за да може валът да достигне желаното положение. Колкото по -високо е напрежението, отстранено от потенциометъра, толкова по -голям е въртящият момент.

Благодарение на тяхната висока енергийна ефективност, прецизни възможности за управление и отлична производителност, серво задвижванията, базирани на безчеткови двигатели, се срещат все по-често както в играчките, така и в домакинските уреди (тежки прахосмукачки с HEPA филтри) и в промишленото оборудване.