I. Διαφορές μεταξύ των βηματικών κινητήρων και των σερβο και των σερβοκινητήρων

Βαθητής βηματοδότησης: Είναι το σήμα ηλεκτρικού παλμού σε γωνιακή μετατόπιση ή μετατόπιση γραμμής των εξαρτημάτων βηματικού κινητήρα ελέγχου ανοικτού βρόχου. Με απλά λόγια, βασίζεται στο ηλεκτρικό παλμικό σήμα για τον έλεγχο της γωνίας και του αριθμού των στροφών. Έτσι βασίζεται μόνο στο σήμα παλμού για να καθορίσει πόση περιστροφή. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει αισθητήρας, η γωνία διακοπής μπορεί να αποκλίνει. Ωστόσο, το ακριβές σήμα παλμού ελαχιστοποιεί την απόκλιση.

Servo Motor: Βασιστείτε στο κύκλωμα ελέγχου σερβοκίνου για τον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα, μέσω του αισθητήρα για τον έλεγχο της θέσης περιστροφής. Έτσι, ο έλεγχος θέσης είναι πολύ ακριβής. Και η ταχύτητα περιστροφής είναι επίσης μεταβλητή.

SERVO (Electronic Servo): Το κύριο συστατικό του σερβο είναι ο σερβοκινητήρας. Περιέχει κύκλωμα ελέγχου κινητήρα σερβοκίνης + σετ γραναζιών. Ω ναι, ο σερβοκινητήρας δεν έχει σετ γραναζιών. Και το σερβο έχει ένα σετ γραναζιών μείωσης.

Στην περίπτωση ενός ορίου σερβο, βασίζεται σε ένα ποτενσιόμετρο κάτω από τον άξονα εξόδου για να προσδιορίσει τη γωνία διεύθυνσης του βραχίονα του πηδαλίου. Ο έλεγχος σέρβις σέρβις είναι ένα σήμα διαμορφωμένου πλάτους παλμού (PWM), όπου ένας μικροελεγκτής μπορεί εύκολα να παράγει αυτό το σήμα.

Ii. Βασική αρχή βηματικού κινητήρα

Πώς λειτουργεί:

Κανονικά ο ρότορας ενός κινητήρα είναι ένας μόνιμος μαγνήτης και όταν το ρεύμα ρέει μέσα από τις περιελίξεις του στάτη, οι περιελίξεις του στάτορα παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο διανυσματικού. Αυτό το μαγνητικό πεδίο θα οδηγήσει τον ρότορα να περιστρέφεται με γωνία, έτσι ώστε η κατεύθυνση του ζεύγους μαγνητικών πεδίων του ρότορα να είναι η ίδια με την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του στάτορα. Όταν το μαγνητικό πεδίο του φορέα του στάτορα περιστρέφεται με γωνία. Ο ρότορας περιστρέφεται επίσης με γωνία με αυτό το μαγνητικό πεδίο. Για κάθε ηλεκτρικό παλμό εισόδου, ο κινητήρας περιστρέφει ένα γωνιακό βήμα προς τα εμπρός. Η γωνιακή μετατόπιση της εξόδου είναι ανάλογη προς τον αριθμό των παλμών εισόδου και η ταχύτητα περιστροφής του είναι ανάλογη με τη συχνότητα των παλμών. Με την αλλαγή της σειράς με την οποία ενεργοποιούνται οι περιελίξεις, ο κινητήρας αντιστρέφει. Επομένως, ο αριθμός και η συχνότητα των παλμών και η σειρά ενεργοποίησης των περιελίξεων κάθε φάσης του κινητήρα μπορεί να ελεγχθεί για τον έλεγχο της περιστροφής του βηματικού κινητήρα.

Αρχή της παραγωγής θερμότητας:

Συνήθως βλέπετε όλα τα είδη των κινητήρων, οι εσωτερικοί είναι ο πυρήνας σιδήρου και το πηνίο περιέλιξης. Η αντίσταση στην περιέλιξη, η ισχύς θα προκαλέσει απώλεια, μέγεθος απώλειας και αντίσταση και το ρεύμα είναι ανάλογη προς το τετράγωνο, το οποίο συχνά αναφέρεται ως απώλεια χαλκού, εάν το ρεύμα δεν είναι το τυπικό DC ή το ημιτονοειδές κύμα, θα προκαλέσει επίσης αρμονική απώλεια. Ο πυρήνας έχει επίδραση ρεύματος με υστέρηση, στο εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο θα προκαλέσει επίσης απώλεια, το μέγεθος του υλικού, του ρεύματος, της συχνότητας, της τάσης που σχετίζεται με την τάση, που ονομάζεται απώλεια σιδήρου. Η απώλεια χαλκού και η απώλεια σιδήρου θα εκδηλώνεται με τη μορφή παραγωγής θερμότητας, επηρεάζοντας έτσι την αποτελεσματικότητα του κινητήρα. Το βήμα του κινητήρα γενικά επιδιώκει την ακρίβεια της τοποθέτησης και την παραγωγή ροπής, η απόδοση είναι σχετικά χαμηλή, το ρεύμα είναι γενικά μεγαλύτερο και τα αρμονικά συστατικά είναι υψηλά, η συχνότητα του ρεύματος που εναλλάσσεται με την ταχύτητα και την αλλαγή, έτσι ώστε οι κινητήρες να έχουν γενικά μια θερμική κατάσταση και η κατάσταση είναι πιο σοβαρή από τον γενικό κινητήρα AC.

Iii. Κατασκευή πηδαλίου

Το σερβο είναι κυρίως αποτελούμενο από περίβλημα, πλακέτα κυκλώματος, κινητήρα μονάδας δίσκου, μειωτήρα γραναζιών και στοιχείο ανίχνευσης θέσης. Η αρχή λειτουργίας του είναι ότι ο δέκτης στέλνει ένα σήμα στο σερβο και το IC στην πλακέτα κυκλώματος οδηγεί τον κινητήρα χωρίς να ξεκινήσει περιστροφή και η ισχύς μεταδίδεται στον βραχίονα ταλάντευσης μέσω του εργαλείου αναγωγής και ταυτόχρονα ο ανιχνευτής θέσης στέλνει ένα σήμα πίσω για να προσδιορίσει εάν έχει φτάσει στη θέση ή όχι. Ο ανιχνευτής θέσης είναι στην πραγματικότητα μια μεταβλητή αντίσταση. Όταν το σερβο περιστασιακό, η τιμή αντίστασης θα αλλάξει ανάλογα και η γωνία περιστροφής μπορεί να είναι γνωστή ανιχνεύοντας την τιμή αντίστασης. Ο γενικός σερβοκινητήρας είναι ένα λεπτό σύρμα χαλκού τυλιγμένου γύρω από έναν τρισδιάστατο ρότορα, όταν το ρεύμα ρέει μέσα από το πηνίο θα παράγει ένα μαγνητικό πεδίο και την περιφέρεια του μαγνήτη του ρότορα για να παράγει απωθήσεις, η οποία με τη σειρά του παράγει τη δύναμη περιστροφής. Σύμφωνα με τη φυσική, η στιγμή της αδράνειας ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα του, οπότε όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του αντικειμένου που πρέπει να περιστραφεί, τόσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη δύναμη. Προκειμένου να επιτευχθεί γρήγορη ταχύτητα περιστροφής και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, ο σερβό είναι κατασκευασμένος από λεπτές καλώδια χαλκού στριμμένα σε έναν πολύ λεπτό κοίλο κύλινδρο, σχηματίζοντας έναν πολύ ελαφρύ κοίλο ρότορα χωρίς πόλους και οι μαγνήτες τοποθετούνται μέσα στον κύλινδρο, ο οποίος είναι ο κοίλος κινητήρας του κυπέλλου.

Προκειμένου να ταιριάζουν σε διαφορετικά περιβάλλοντα εργασίας, υπάρχουν σερβιτόρια με αδιάβροχα και ανθεκτικά σε σκόνη σχέδια. Και σε απόκριση σε διαφορετικές απαιτήσεις φορτίου, υπάρχουν πλαστικά και μεταλλικά γρανάζια για σερβικά και τα μεταλλικά γρανάζια για σερβοσές είναι γενικά υψηλής ρώτης και υψηλής ταχύτητας, με το πλεονέκτημα ότι τα γρανάζια δεν θα είναι ελκυστικά λόγω υπερβολικών φορτίων. Οι σερβιτόροι υψηλότερου βαθμού θα είναι εξοπλισμένα με ρουλεμάν με μπάλα για να κάνουν την περιστροφή ταχύτερη και πιο ακριβή. Υπάρχει μια διαφορά ανάμεσα σε ένα ρουλεμάν και δύο ρουλεμάν, φυσικά τα δύο ρουλεμάν είναι καλύτερα. Τα νέα σερβο FET χρησιμοποιούν κυρίως το FET (τρανζίστορ πεδίου πεδίου), το οποίο έχει το πλεονέκτημα της χαμηλής εσωτερικής αντίστασης και επομένως μικρότερη απώλεια ρεύματος από τα κανονικά τρανζίστορ.

Iv. Servo Αρχή λειτουργίας

Από το κύμα PWM στο εσωτερικό κύκλωμα για να δημιουργηθεί μια τάση προκατάληψης, η γεννήτρια επαφών μέσω του γραναζιού για να οδηγήσει το ποτενσιόμετρο για να μετακινηθεί, έτσι ώστε όταν η διαφορά τάσης είναι μηδενική, ο κινητήρας σταματά, έτσι ώστε να επιτευχθεί η επίδραση του σερβο.

Τα πρωτόκολλα για σερβο PWM είναι όλα τα ίδια, αλλά τα τελευταία σερβο που εμφανίζονται μπορεί να είναι διαφορετικά.

Το πρωτόκολλο είναι γενικά: πλάτος υψηλού επιπέδου σε 0,5ms ~ 2,5ms για τον έλεγχο του σερβο για να μετατρέψει διαφορετικές γωνίες.

V. Πώς λειτουργούν οι σερβο κινητήρες

Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα ελέγχου του κινητήρα σερβοκίνου που κατασκευάζεται με λειτουργικό ενισχυτή ρεύματος LM675 και ο κινητήρας είναι ένας κινητήρας DC. Όπως φαίνεται από το σχήμα, ο ενισχυτής λειτουργίας ρεύματος LM675 παρέχεται από 15V και η τάση 15V προστίθεται στην είσοδο της φάσης του λειτουργικού ενισχυτή LM675 έως RP 1 και η τάση εξόδου του LM675 προστίθεται στην είσοδο του κινητήρα SERFO. Ο κινητήρας είναι εξοπλισμένος με γεννήτρια σήματος μέτρησης ταχύτητας για ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο της ταχύτητας του κινητήρα. Στην πραγματικότητα, η γεννήτρια σήματος ταχύτητας είναι ένα είδος γεννήτριας και η τάση εξόδου είναι ανάλογη με την ταχύτητα περιστροφής. Η έξοδος τάσης από την γεννήτρια σήματος μέτρησης ταχύτητας G τροφοδοτείται πίσω στην εισροή αντιστροφής του λειτουργικού ενισχυτή ως σήμα σφάλματος ταχύτητας μετά από ένα κύκλωμα διαιρέτη τάσης. Η τιμή τάσης που ρυθμίζεται από την εντολή ταχύτητας RP1 προστίθεται στην είσοδο της φάσης του επιχειρησιακού ενισχυτή μετά από διαίρεση τάσης από το R1.R2, το οποίο ισοδυναμεί με την τάση αναφοράς.

Ελέγξτε το σχήμα του σερβοκίνου

Σερβοκινητήρας: που υποδεικνύεται από το γράμμα M για σερβοκινητήρα, είναι η πηγή ισχύος για το σύστημα κίνησης. Λειτουργικός ενισχυτής: που υποδηλώνεται από το όνομα του κυκλώματος, δηλ. Το LM675, είναι ένα κομμάτι ενισχυτή στο κύκλωμα ελέγχου σερβοκίνου που παρέχει το ρεύμα κίνησης για τον σερβοκινητήρα.

Potentiometer RP1: Ρυθμίζει την τάση αναφοράς του επιχειρησιακού ενισχυτή στο κύκλωμα, δηλ. Ρύθμιση ταχύτητας. ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΚΕΡΔΙΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ RP2: Χρησιμοποιείται στο κύκλωμα για να τελειοποιήσετε το κέρδος του ενισχυτή και το μέγεθος του σήματος ανάδρασης ταχύτητας, αντίστοιχα.

Όταν αλλάζει το φορτίο του κινητήρα, η τάση που τροφοδοτείται πίσω στην ανεστραμμένη είσοδο του επιχειρησιακού ενισχυτή αλλάζει επίσης, δηλ. Όταν το φορτίο του κινητήρα αυξάνεται, η ταχύτητα μειώνεται και η τάση εξόδου μειώνεται και ο όγκος της λειτουργίας και ο όγκος της λειτουργίας μειώνεται και ο όγκος της λειτουργίας, αυξάνεται. Αντίθετα, όταν το φορτίο γίνεται μικρότερο και η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται, η τάση εξόδου της γεννήτριας σήματος μέτρησης ταχύτητας αυξάνεται, η τάση ανάδρασης που προστίθεται στην ανεστραμμένη είσοδο του λειτουργικού ενισχυτή αυξάνεται, η διαφορά μεταξύ αυτής της τάσης και η τάση αναφοράς μειώνεται, η τάση εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή μειώνεται και η ταχύτητα του κινητήρα μειώνεται.