Меню

Сервоприводы приводы постоянного тока

Частотно регулируемый сервопривод в станках и промышленном оборудовании

Сервопривод применяемый в промышленном оборудовании, станках и обрабатывающих центрах состоит из синхронного или асинхроного электродвигателя с датчиком положения ротора и преобразователя частоты.

Электродвигатели используемые в сервоприводе отличаются от общепромышленных в первую очередь изоляцией и подшипниками расчитанными на более высокие рабочие температуры.

Выбор между синхроным элктродвигателем с ротором на постоянных магнитах или асинхронным элктродвигателем с роторм «беличье колесо» обусловлен в сновном разницей в динамических харатеристиках, габаритах и ценой.

Асинхронные элктродвигатели в сервосистеме.

Общепромышленные 3х фазные асинхронные элктродвигатели оснащенные датчиком на роторе и вентилятором принудительного охлаждения широко используются в станочных сервоприводах подачи и главного привода. Однако, они имеют не высокие динамические характеристики, что обусловлено наличием скольжения между вращающимся магнитным полем статора и ротора.

Частота вращения ротора асинхронного электродвигателя обычно меньше частоты вращения магнитного поля статора и зависит от нагрузки. Применение преобразователя частоты с обратной связью по скорости позволяет компенсировать скольжение и стабилизировать скорость вращения независимо от нагрузки.

Из за не высокой цены асинхронные элктродвигатели они очень широко используются при модернизации отечствнного станочного парка, в качестве замены устаревшим приводам постоянного тока и при создании нового оборудования, где не требуется высокой динамики.

Для регулирования скорости вращения асинхронного элекродвигателя подходят большинство преобразователей частоты с обратной связью :

  • Преобразователь частоты KEB COMBIVERT F5 Multi
  • Преобразователь частоты Control Techniques Unidrive SP
  • Преобразователь частоты Danfoss VLT AutomationDrive

Асинхронные сервомоторы.

Значительно лучшие динамические показатели имеют асинхронные электродвигатели специально разработанные для использования в сервосистемах.
Основные отличия асинхронных серводвигателей от общепромышленных э.д.:

  • меньший зазор статор-ротор, за счет чего достигается снижение эффекта проскальзывания;
  • термостойкая изоляция, позволяет работать с перегрузками;
  • наличие термодатчика в обмотке статора, для защиты от перегрева;
  • наличие независимого вентилятора охлаждения для эффективного отвода тепла;
  • наличие датчика частоты вращения на валу, в большинстве случаев используется инкрементальный энкодер;
  • квадратный корпус аналогичный конструктиву двигателей постоянного тока упрощает замену приводов при ремонте и модернизации станков;

Электродвигатели предназначенные для работы в системах серворивода могут быть расчитаны на номинальную частоту отличную от промышленной сети 50Гц. Такие электродвигатели недопустимо включать в сеть без преобразователя частоты. Так-как это приведет к быстрому перегреву и выходу из строя.

В качестве датчика частоты вращения и положения ротора для асинхроных серводвигателей обычно используются инкрементальные энкодеры.

Сервосистема на базе асинхронного серводвигателя и преобразователя частоты с обратной связью по своим характеристикам аналогична с приводам постоянного тока.

При модернизации станков, когда требуется замена устаревших и изношенных приводов постоянного тока. Асинхронная сервосистема позволит модернизировать оборудование, отказатся от электродвигателей с требующим обслуживания щеточным узлом, от устаревшей электроники управления ДПТ , при этом сохранив механические и электрические характеристики.

Для регулирования скорости вращения асинхронного элекродвигателя подходят большинство преобразователей частоты с обратной связью :

  • Преобразователь частоты KEB COMBIVERT F5 Multi
  • Преобразователь частоты Control Techniques Unidrive SP
  • Преобразователь частоты Danfoss VLT AutomationDrive

Cервомоторы на постоянных магнитах.

Cервомоторы на постоянных магнитах представляют из себя 3х фазный электродвигатель имеющий ротор с явно выраженными полюсами. Магнитное поле ротора создается на постоянными магнитами из сплава NdFeB (неодим-железо-бор).

Основным отличием сервомоторов на постоянных магнитах от асинхронных электродвигателей является отсутствие скольжения ротора в магнитном поле статора. Частота вращения синхронного сервомотора всегда равна частоте вращения магнитного поля статора и не зависит от нагрузки на валу электродвигателя.

Благодаря этому, синхронные сервомоторы имеют значительно лучшие динамические и мощностные харатеристики по сравнению с асинхронными.

Будте осторожны. Температура корпуса сервомотора работающего под нагрузкой может превышать 100 o C. Прикосновение к корпусу незащищенными частями тела может привести к ожогам.

Так-как ротор синхронного сервомотора имеет явно выраженные полюса, для управления им преобразователю частоты требуется информация об абсолютном положении ротора относительно обмоток статора. Для решения этой задачи синхронные сервомоторы оборудуются датчиками абсоютного положения ротора. В качестве таких датчиков могу использоваться:

  • резольвер (бесщеточный вращающийся трансформатор sin/cos);
  • абсолютный энкодер с интерфейсом EnDat,Hiperface или другим;
  • инкрементальный энкодер с дополнительными квадратурными сигналами ориентации ротора;

Все сервомоторы оснащаются пороговым термодатчиком защиты от перегрева

Для регулирования скорости вращения асинхронного элекродвигателя подходят большинство преобразователей частоты с обратной связью :

  • Сервопривод KEB COMBIVERT F5 Servo
  • Преобразователь частоты Control Techniques Unidrive SPДля использования преобразователя частоты Unidrive SP с сервомотором оснащенным резольвером, необходимо использовать модуль подключения резольвера SM-Resolver

Преобразователи частоты для сервопривода.

В отличие от простых преобразователей частоты без обратной связи, в которых, в лучшем случе реализована обратная связь по току, позволяющая в небольших пределах скомпенсировать изменение скорости вращения электродвигателя при изменении нагрузки. Преобразователи частоты для сервопривода имеют несколько контуров замкнутой обратной связи:

  • Обратная связь по току — позволяет контролировать нарузку на сервосистему и ее изменение. Ограничивает ток в обмотках, что позволяет сократить расход электроэнергии и нагрев электродвигателя.
  • Обратная связь по скорости — позволяет с высокой точностью поддерживать скорость вращения вала элетродвигателя при изменяемой нагрузке, во всем диапазоне рабочих скоростей.

Помимо основной функции — регулирования и стабилизации частоты вращения, большинство современных сервосистем имеют расширенные функциональные возможности:

  • Позиционирование — сервопривод вычисляет требуемые ускорение и скорость перемещения исходя из заданной позиции и текущего положения, а также нагрузки прилагаемой к валу электродвигателя. Эта функция может быть реализована когда в преобразователе частоты, помимо контрура обратной связи по скорости, присутствует контур обратной связи по положению.
  • Удержание при нулевой скорости (удержание позиции) — вал сервомотора остается неподвижным при приложении к нему изменяющейся нагрузки. За счет контура обратной связи по положению, при возникновении рассогласования между заданной позцией и теущим положением, преобразователь частоты возвращает ротор в заданное положение, компенсируя приложенную нагрузку.
  • Регулирование скорости с контролем крутящего момента — позволяет, при необходимости, ограничить крутящий момент на валу электродвигателя. Сервосистема поддерживает заданную скорость пока крутящий момент на валу не превышает заданного значения. При превышении заданного кртящего момента скорость снижается до полной остановки. Данная функция применяется в механизмах размотки и намотки, для исключения возможности повреждения перематываемого материала. Точность поддржания крутящего момента может быть до 1% от номинального.
  • Разгон и торможение с заданным ускрением или по заданной кривой — с высокой точностью поддерживается заданное время разгона и торможения, или ускорение. При необходимости исключения толчков, возможна реализация разгона и торможения по S-кривой.
  • Торможение с заданием усилия торможения — вал сервомотора не вращается, при приложении внешнего крутящего момента, вал проворачивается создавая требуемое усилие торможения. Данная функция позволяет реализовать тормоз с ругулируемым усилием вместо использования магнито-порошковых муфт обладающих достаточно низкой стабильностью.
  • Позиционирование по программе — сервопривод последовательно перемещается в заданные точки. Переход в следующую точку может происходить по внешнему сигналу или по таймеру.
  • Синхронизация по скорости — задание скорости вычисляется пропорционально дополнительного датчика скорости подключенного к отдельному входу. Коеффициент пересчета может изменятся.
  • Синхронизация по положению — задание скорости и положения ротора сервомотора вычисляется по данным от дополнительного датчика подключенного к отдельному входу или от сигналов перемещения другого сервопривода. Коеффициент пересчета может изменятся. Эта функция позволяет релизовать «виртуальный приводной вал», когда несколько приводов вращаются каждый со своей скоростью пропорциональной скорости задающего привода. Применяется в печатных машинах, линиях резки бумаги и рулонного металла.

Уважаемые партнеры, мы заботимся о здоровье своих сотрудников. В связи с этим наша компания частично перешла на удаленный режим работы.

Читайте также:  Сила тока перевод английский

Офисные телефоны включены, Вам обязательно ответят, просьба проявлять терпение и понимание.

Отгрузка товара со склада производится по предварительной договоренности по телефону или по электронной почте.

Просьба при посещении офиса компании использовать средства индивидуальной защиты, маску и перчатки. В противном случае вам может быть отказано в посещении нашей компании.

Дата :26.04.2021
Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/36.0.1985.67 Safari/537.36
135.181.114.104
Google:17:46 25-04
Rambler:06:25 25-03
Bing:07:38 26-04
Yandex:09:53 19-04

Источник

Сервоприводы: подключение, управление, примеры работы

Познакомимся поближе с сервоприводами. Рассмотрим их разновидности, предназначение, подсказки по подключению и управлению.

Что такое сервопривод?

Сервопривод — это мотор с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения. Сервомотором является любой тип механического привода, имеющий в составе датчик положения и плату управления.

Простыми словами, сервопривод — это механизм с электромотором, который может поворачиваться в заданный угол и удерживать текущее положение.

Элементы сервопривода

Рассмотрим составные части сервопривода.

Электромотор с редуктором

За преобразование электричества в механический поворот в сервоприводе отвечает электромотор. В асинхронных сервоприводах установлен коллекторный мотор, а в синхронных — бесколлекторный.

Однако зачастую скорость вращения мотора слишком большая для практического использования, а крутящий момент — наоборот слишком слабый. Для решения двух проблем используется редуктор: механизм из шестерней, передающий и преобразующий крутящий момент.

Включая и выключая электромотор, вращается выходной вал — конечная шестерня редуктора, к которой можно прикрепить нечто, чем мы хотим управлять.

Позиционер

Для контроля положения вала, на сервоприводе установлен датчик обратной связи, например потенциометр или энкодер. Позиционер преобразует угол поворота вала обратно в электрический сигнал.

Плата управления

За всю обработку данных в сервоприводе отвечает плата управления, которая сравнивает внешнее значения с микроконтроллера со показателем датчика обратной связи, и по результату соответственно включает или выключает мотор.

Выходной вал

Вал — это часть редуктора, которая выведена за пределы корпуса мотора и непосредственно приводиться в движение при подаче управляющих сигналов на сервопривод. В комплектации сервомоторов идут качельки разных формфакторов, которые одеваются на вал сервопривода для дальнейшей коммуникации с вашими задумками. Не рекомендуем прилагать к валу нагрузки, которые больше крутящего момента сервопривода. Это может привести к разрушению редуктора.

Выходной шлейф

Для работы сервопривода его необходимо подключить к источнику питания и к управляющей плате. Для коммуникации от сервопривода выходит шлейф из трёх проводов:

Если сервопривод питается напряжением от 5 вольт и потребляет ток менее 500 мА, то есть возможность обойтись без внешнего источника питания и подключить провод питания сервомотора непосредственно к питанию микроконтроллера.

Управление сервоприводом

Алгоритм работы

Интерфейс управления

Чтобы указать сервоприводу желаемое состояние, по сигнальному проводу необходимо посылать управляющий сигнал — импульсы постоянной частоты и переменной ширины.

То, какое положение должен занять сервопривод, зависит от длины импульсов. Когда сигнал от микроконтроллера поступает в управляющую схему сервопривода, имеющийся в нём генератор импульсов производит свой импульс, длительность которого определяется через датчик обратной связи. Далее схема сравнивает длительность двух импульсов:

Для управления хобби-сервоприводами подают импульсы с частотой 50 Гц, т.е. период равен 20 мс:

Обратите внимание, что на вашем конкретном устройстве заводские настройки могут оказаться отличными от стандартных. Некоторые сервоприводы используют ширину импульса 760 мкс. Среднее положение при этом соответствует 760 мкс, аналогично тому, как в обычных сервоприводах среднему положению соответствует 1520 мкс.

Это всего лишь общепринятые длины. Даже в рамках одной и той же модели сервопривода может существовать погрешность, допускаемая при производстве, которая приводит к тому, что рабочий диапазон длин импульсов отличается. Для точной работы каждый конкретный сервопривод должен быть откалиброван: путём экспериментов необходимо подобрать корректный диапазон, характерный именно для него.

Часто способ управления сервоприводами называют PWM (Pulse Width Modulation) или PPM (Pulse Position Modulation). Это не так, и использование этих способов может даже повредить привод. Корректный термин — PDM (Pulse Duration Modulation) в котором важна длина импульсов, а не частота.

Характеристики сервопривода

Рассмотрим основные характеристики сервоприводов.

Крутящий момент

Момент силы или крутящий момент показывает, насколько тяжёлый груз сервопривод способен удержать в покое на рычаге заданной длины. Если крутящий момент сервопривода равен 5 кг×см, то это значит, что сервопривод удержит на весу в горизонтальном положении рычаг длины 1 см, на свободный конец которого подвесили 5 кг. Или, что эквивалентно, рычаг длины 5 см, к которому подвесили 1 кг.

Скорость поворота

Скорость сервопривода — это время, которое требуется выходному валу повернуться на 60°. Характеристика 0,1 с/60° означает, что сервопривод поворачивается на 60° за 0,1 с. Из неё можно вычислить скорость в оборотах в минуту, но так сложилось, что при описании сервоприводов чаще всего используют именно интервал времени за 60°.

Форм-фактор

Сервоприводы различаются по размерам. И хотя официальной классификации не существует, производители давно придерживаются нескольких размеров с общепринятым расположением крепёжных элементов.

Форм-фактор Вес Размеры
Микро 8-25 г 22×15×25 мм
Стандартный 40-80 г 40×20×37 мм
Большой 50-90 г 49×25×40 мм

Внутренний интерфейс

Сервоприводы бывают аналоговые и цифровые. Так в чём же их отличия, достоинства и недостатки?

Внешне они ничем не отличаются: электромоторы, редукторы, потенциометры у них одинаковые, различаются они лишь внутренней управляющей электроникой. Вместо специальной микросхемы аналогового сервопривода у цифрового собрата можно заметить на плате микропроцессор, который принимает импульсы, анализирует их и управляет мотором. Таким образом, в физическом исполнении отличие лишь в способе обработки импульсов и управлении мотором.

Оба типа сервопривода принимают одинаковые управляющие импульсы. После этого аналоговый сервопривод принимает решение, надо ли изменять положение, и в случае необходимости посылает сигнал на мотор. Происходит это обычно с частотой 50 Гц. Таким образом получаем 20 мс — минимальное время реакции. В это время любое внешнее воздействие способно изменить положение сервопривода. Но это не единственная проблема. В состоянии покоя на электромотор не подаётся напряжение, в случае небольшого отклонения от равновесия на электромотор подаётся короткий сигнал малой мощности. Чем больше отклонение, тем мощнее сигнал. Таким образом, при малых отклонениях сервопривод не сможет быстро вращать мотор или развивать большой момент. Образуются «мёртвые зоны» по времени и расстоянию.

Эти проблемы можно решать за счёт увеличения частоты приёма, обработки сигнала и управления электромотором. Цифровые сервприводы используют специальный процессор, который получает управляющие импульсы, обрабатывает их и посылает сигналы на мотор с частотой 200 Гц и более. Получается, что цифровой сервопривод способен быстрее реагировать на внешние воздействия, быстрее развивать необходимые скорость и крутящий момент, а значит, лучше удерживать заданную позицию, что хорошо. Конечно, при этом он потребляет больше электроэнергии. Также цифровые сервоприводы сложнее в производстве, а потому стоят заметно дороже. Собственно, эти два недостатка — все минусы, которые есть у цифровых сервоприводов. В техническом плане они безоговорочно побеждают аналоговые сервоприводы.

Материалы шестерней

Шестерни для сервоприводов бывают из разных материалов: пластиковые, карбоновые, металлические. Все они широко используются, выбор зависит от конкретной задачи и от того, какие характеристики требуются в установке.

Пластиковые, чаще всего нейлоновые, шестерни очень лёгкие, не подвержены износу, более всего распространены в сервоприводах. Они не выдерживают больших нагрузок, однако если нагрузки предполагаются небольшие, то нейлоновые шестерни — лучший выбор.

Карбоновые шестерни более долговечны, практически не изнашиваются, в несколько раз прочнее нейлоновых. Основной недостатой — дороговизна.

Металлические шестерни являются самыми тяжёлыми, однако они выдерживают максимальные нагрузки. Достаточно быстро изнашиваются, так что придётся менять шестерни практически каждый сезон. Шестерни из титана — фавориты среди металлических шестерней, причём как по техническим характеристикам, так и по цене. К сожалению, они обойдутся вам достаточно дорого.

Коллекторные и бесколлекторные моторы

Существует три типа моторов сервоприводов: обычный мотор с сердечником, мотор без сердечника и бесколлекторный мотор.

Обычный мотор с сердечником (справа) обладает плотным железным ротором с проволочной обмоткой и магнитами вокруг него. Ротор имеет несколько секций, поэтому когда мотор вращается, ротор вызывает небольшие колебания мотора при прохождении секций мимо магнитов, а в результате получается сервопривод, который вибрирует и является менее точным, чем сервопривод с мотором без сердечника. Мотор с полым ротором (слева) обладает единым магнитным сердечником с обмоткой в форме цилиндра или колокола вокруг магнита. Конструкция без сердечника легче по весу и не имеет секций, что приводит к более быстрому отклику и ровной работе без вибраций. Такие моторы дороже, но они обеспечивают более высокий уровень контроля, вращающего момента и скорости по сравнения со стандартными.

Сервоприводы с бесколлекторным мотором появились сравнительно недавно. Преимущества те же что и у остальных бесколлекторных моторов: нет щёток, а значит они не создают сопротивление вращению и не изнашиваются, скорость и момент выше при токопотреблении равном коллекторным моторам. Сервоприводы с бесколлекторным мотором — самые дорогие сервоприводы, однако при этом они обладают лучшими характеристиками по сравнению с сервоприводами с другими типами моторов.

Сервопривод постоянного вращения

Сервоприводы обычно имеют ограниченный угол вращения 180 градусов, их так и называют «сервопривод 180°».

Но существуют сервоприводы с неограниченным углом поворота оси. Это сервоприводы постоянного вращения или «сервоприводы 360°».

Сервопривод постоянного вращения можно управлять с помощью библиотек Servo или Servo2 . Отличие заключается в том, что функция Servo.write(angle) задаёт не угол, а скорость вращения привода:

Функция Arduino Сервопривод 180° Сервопривод 360°
Servo.write(0) Крайне левое положение Полный ход в одном направлении
Servo.write(90) Середнее положение Остановка сервопривода
Servo.write(180) Крайне правое положение Полный ход в обратном направлении

Для иллюстрации работы с сервами постоянного вращения мы собрали двух мобильных ботов — на Arduino Uno и Iskra JS. Инструкции по сборке и примеры скетчей смотрите в статье собираем ИК-бота.

Примеры работы с Arduino

Схема подключения

Многие сервоприводы могут быть подключены к Arduino непосредственно. Для этого от них идёт шлейф из трёх проводов:

Для подключения к Arduino будет удобно воспользоваться платой-расширителем портов, такой как Troyka Shield. Хотя с несколькими дополнительными проводами можно подключить серву и через breadboard или непосредственно к контактам Arduino.

Можно генерировать управляющие импульсы самостоятельно, но это настолько распространённая задача, что для её упрощения существует стандартная библиотека Servo .

Ограничение по питанию

Обычный хобби-сервопривод во время работы потребляет более 100 мА. При этом Arduino способно выдавать до 500 мА. Поэтому, если вам в проекте необходимо использовать мощный сервопривод, есть смысл задуматься о выделении его в контур с дополнительным питанием.

Рассмотрим на примере подключения 12V сервопривода:

Ограничение по количеству подключаемых сервоприводов

На большинстве плат Arduino библиотека Servo поддерживает управление не более 12 сервоприводами, на Arduino Mega это число вырастает до значения 48. При этом есть небольшой побочный эффект использования этой библиотеки: если вы работаете не с Arduino Mega, то становится невозможным использовать функцию analogWrite() на 9 и 10 контактах независимо от того, подключены сервоприводы к этим контактам или нет. На Arduino Mega можно подключить до 12 сервоприводов без нарушения функционирования ШИМ/PWM, при использовании большего количества сервоприводов мы не сможем использовать analogWrite() на 11 и 12 контактах.

Пример использования библиотеки Servo

По аналогии подключим 2 сервопривода

Библиотека Servo не совместима с библиотекой VirtualWire для работы с приёмником и передатчиком на 433 МГц.

Альтернативная библиотека Servo2

Библиотеки для управления сервоприводами (Servo) и для работы с приёмниками / передатчиками на 433 МГц VirtualWire используют одно и то же прерывание. Это означает, что их нельзя использовать в одном проекте одновременно. Существует альтернативная библиотека для управления сервомоторами — Servo2.

Все методы библиотеки Servo2 совпадают с методами Servo.

Пример использования библиотеки Servo

Примеры работы с Espruino

Примеры работы с Raspberry Pi

Вывод

Сервоприводы бывают разные, одни получше — другие подешевле, одни надёжнее — другие точнее. И перед тем, как купить сервопривод, стоит иметь в виду, что он может не обладать лучшими характеристиками, главное, чтобы подходил для вашего проекта. Удачи в ваших начинаниях!

Источник

Сервопривод

В конструкциях оборудования, создаваемого на базе высоких технологий, постоянно развиваются и совершенствуются различные автоматические процессы. Среди них широкое распространение получил сервопривод, устанавливаемый с целью совершения отдельными элементами и деталями постоянных динамических движений. Эти устройства обеспечивают постоянный контроль над углами поворота вала, устанавливают нужную скорость в приборах электромеханического типа.

Составной частью этих систем являются серводвигатели, которые дают возможность управлять скоростями в нужном диапазоне в установленный промежуток времени. Таким образом, все процессы и движения могут периодически повторяться, а частота этих повторов закладывается в системе управления.

  1. Устройство сервопривода
  2. Как работает сервопривод
  3. Управление серводвигателем
  4. Виды и характеристики
  5. Плюсы и минусы сервомоторов

Устройство сервопривода

Основные детали, из которых состоит типовой серводвигатель – ротор и статор. Для коммутации применяются специальные комплектующие в виде штекеров и клеммных коробок. Управление, контроль и коррекция процессов осуществляется с помощью отдельного управляющего узла. Для включения и выключения сервопривода используется отдельная система. Все детали, помещаются в общем корпусе.

Сервопривод

Практически во всех сервоприводах имеется датчик, работающий и отслеживающий определенные параметры, такие как положение, усилие или скорость вращения. С помощью управляющего блока поддерживается автоматический режим необходимых параметров при работе устройства. Выбор того или иного параметра происходит в зависимости от сигналов, поступающих от датчика в установленные промежутки времени.

Разница между сервоприводом и обычным электродвигателем заключается в возможности установки вала в точно заданное положение, измеряемое в градусах. Установленное положение, так же, как и другие параметры, поддерживаются блоком управления.

Их принцип работы заключается в преобразовании электрической энергии в механическую, с помощью электродвигателя. В качестве привода используется редуктор, позволяющий снизить скорость вращения до требуемого значения. В состав данного устройства входят валы с шестернями, преобразующими и передающими крутящий момент.

Как работает сервопривод

Вращение выходного вала редуктора, связанного шестернями с сервоприводом, осуществляется путем запуска и остановки электродвигателя. Сам редуктор необходим для регулировки числа оборотов. Выходной вал может быть соединен с механизмами или устройствами, которыми необходимо управлять. Положение вала контролируется с помощью датчика обратной связи, способного преобразовывать угол поворота в электрические сигналы и на котором построен принцип работы всего устройства.

Этот датчик известен также, под названием энкодера или потенциометра. При повороте бегунка, его сопротивление будет изменяться. Изменения сопротивления находится в прямой пропорциональной зависимости с углом поворота энкодера. Данный принцип работы позволяет устанавливать и фиксировать механизмы в определенном положении.

Дополнительно каждый серводвигатель имеет электронную плату, обрабатывающую внешние сигналы, поступающие от потенциометра. Далее выполняется сравнение параметров, по результатам которого производится запуск или остановка электродвигателя. Следовательно, с помощью электронной платы поддерживается отрицательная обратная связь.

Подключить серводвигатель можно с помощью трех проводников. По двум из них подается питание к электродвигателю, а третий служит для прохождения сигналов управления, приводящих вал в определенное положение.

Предотвратить чрезмерные динамические нагрузки на электродвигатель возможно с помощью плавного разгона или такого же плавного торможения. Для этого применяются более сложные микроконтроллеры, обеспечивающие более точный контроль и управление позицией рабочего элемента. В качестве примера можно привести жесткий диск компьютера, в котором головки устанавливаются в нужную позицию с помощью точного привода.

Управление серводвигателем

Основное условие, чтобы серводвигатель мог нормально работать, заключается в их функционировании совместно с так называемой системой G-кодов. Эти коды представляют собой набор команд управления, заложенный в специальную программу.

Если в качестве примера взять ЧПУ – числовое программное управление, то в данном случае сервоприводы будут взаимодействовать с преобразователями. В соответствии с уровнем входного напряжения они способны изменить значение напряжения на возбуждающей обмотке или якоре электродвигателя.

Непосредственное управление серводвигателем и всей системой осуществляется из одного места – блока управления. Когда отсюда поступает команда на прохождение определенного расстояния по оси координат Х, в цифровом аналоговом преобразователе возникает напряжение определенной величины, которое и поступает в качестве питания привода этой координаты. В серводвигателе начинается вращательное движение ходового винта, связанного с энкодером и исполнительным органом основного механизма.

В энкодере вырабатываются импульсы, подсчитываемые блоком, выполняющим управление сервоприводом. В программе заложено соответствие определенного количества сигналов с энкодера, установленному расстоянию, которое должен пройти исполняющий механизм. В нужное время аналоговый преобразователь, получив установленное число импульсов, прекращает выдачу выходного напряжения, в результате, серводвигатель останавливается. Точно так же под влиянием импульсов восстанавливается напряжение, и возобновляется работа всей системы.

Виды и характеристики

Серводвигатели выпускаются в самых разных вариантах, позволяющих использовать их во многих областях. Основные конструкции разделяются на коллекторные и бесколлекторные, предназначенные для работы от постоянного и переменного тока.

Кроме того, каждый сервомотор может быть синхронным и асинхронным. Синхронные устройства обладают способностью задавать высокоточную скорость вращения, а также углы поворотов и ускорение. Эти приводы очень быстро набирают номинальную скорость вращения. Сервоприводы в асинхронном исполнении управляются за счет изменения параметров питающего тока, когда его частота меняется с помощью инвертора. Они с высокой точностью выдерживают заданную скорость даже при самых низких оборотах.

В зависимости от принципиальной схемы и конструкции, сервоприводы могут быть электромеханическими и электрогидромеханическими. Первый вариант, включающий редуктор и двигатель, отличается низким быстродействием. Во втором случае действие происходит очень быстро за счет движения поршня в цилиндре.

Каждый сервопривод характеризуется определенными параметрами:

  • Крутящий момент или усилие, создаваемое на валу. Считается наиболее важным показателем работы сервопривода. Для каждой величины напряжения существует собственный крутящий момент, отражаемый в паспорте изделия.
  • Скорость поворота. Данный параметр представляет собой определенный период времени, который требуется, чтобы изменить позицию выходного вала на 600. Эта характеристика также зависит от конкретного значения напряжения.
  • Максимальный угол поворота, на который может развернуться выходной вал. Чаще всего эта величина составляет 180 или 3600.
  • Все сервоприводы разделяются на цифровые и аналоговые. В зависимости от этого и осуществляется управление сервоприводом.
  • Питание серводвигателей. В большинстве моделей используется напряжение от 4,8 до 7,2В. Питание и управление осуществляется с помощью трех проводников.
  • Возможность модернизации в сервопривод постоянного вращения.
  • Материалы для редуктора могут использоваться самые разные. Шестерни изготавливаются из металла, карбона, пластика или комбинированных составов. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Например, пластиковые детали плохо выдерживают ударные нагрузки, но устойчивы к износу в процессе длительной эксплуатации. Металлические шестерни, наоборот, быстро изнашиваются, зато они обладают высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Плюсы и минусы сервомоторов

Благодаря унифицированным размерам, эти устройства легко и просто устанавливаются в любые конструкции. Они безотказны и надежны, каждый из них работает практически бесшумно, что имеет большое значение при их эксплуатации на сложных и ответственных участках. Даже на невысоких скоростях можно добиться точности и плавных перемещений. Каждый сервопривод может быть настроен персоналом, в зависимости решения тех или иных задач.

В качестве недостатков отмечаются определенные сложности при настройках и сравнительно высокая стоимость.

Сервопривод для теплого пола

Управление шаговым двигателем

ЩСУ – щит станций управления

Ремонт люстры с пультом управления

Шаговый двигатель. Принцип работы

Принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя

Источник



Щеточные, коллекторные серводвигатели с напряжением питания до 80В

Щеточные сервоприводы, коллекторные серводвигатели построены на базе щеточных электродвигателей постоянного тока с энкодером и драйвера. Мощности электродвигателей 10Вт-400Вт, напряжение питания до 80В. Сервоприводы используются в плоттерах, принтерах, станках ЧПУ, упаковочном оборудовании, раскроечном оборудовании и пр. Сервоприводы предназначены для приложений требующих минимальные вибрации, низкий уровень шума, высокую скорость и точность.

Обращаем Ваше внимание, что для построения комплектного сервопривода, кроме серводвигателя, необходимо приобрести серводрайвер и соединительные кабели (или разъемы и изготовить кабели самостоятельно). Наши менеджеры всегда готовы ответить на любые Ваши вопросы по нашей продукции и помочь с выбором.

Если Вы не нашли в нашем ассортименте необходимый товар — обязательно свяжитесь с нами. Возможно товар находится в пути или мы привезем Вам его под заказ в кратчайшие сроки.

Серводвигатель постоянного тока PL57S140-4.7-1000, код p0000011571 Копировать

Серводвигатель постоянного тока PL57S140-4.7-1000

Серводвигатель постоянного тока PL57S140-4.7-1000

Серводвигатель постоянного тока. Размер 57мм (одинаковые посадочные размеры с ШД серии PL57), энкодер 1000 имп./оборот, макс. напряжение питания 60В, макс. ток фазы 17А, макс. крутящий момент 15кг.см, длина двигателя 140мм, вес 1.6кг.

Серводвигатель постоянного тока PL86S200-5.0-1000, код p0000011572 Копировать

Серводвигатель постоянного тока PL86S200-5.0-1000

Серводвигатель постоянного тока PL86S200-5.0-1000

Серводвигатель постоянного тока. Размер 86мм (одинаковые посадочные размеры с ШД серии PL86), энкодер 1000 имп./оборот, макс. напряжение питания 90В, макс. ток фазы 20А, макс. крутящий момент 80кг.см, длина двигателя 200мм, вес 4.8кг.

Серводвигатель постоянного тока 54SYT207-01, код p0000006718 Копировать

Серводвигатель постоянного тока 54SYT207-01

Серводвигатель постоянного тока 54SYT207-01 Серводвигатель постоянного тока 54SYT207-01

Серводвигатель постоянного тока. Энкодер 1000 имп./оборот, макс. напряжение питания 30В, макс. ток фазы 16А, макс. крутящий момент 13кг.см, длина двигателя 145мм, вес 1.6кг.

Серводвигатель постоянного тока 80SYT004F-01, код p0000006719 Копировать

Серводвигатель постоянного тока 80SYT004F-01

Серводвигатель постоянного тока 80SYT004F-01 Серводвигатель постоянного тока 80SYT004F-01

Серводвигатель постоянного тока. Размер 86мм (одинаковые посадочные размеры с ШД серии PL86), энкодер 512 имп./оборот, макс. напряжение питания 90В, макс. ток фазы 20А, макс. крутящий момент 80кг.см, длина двигателя 200мм, вес 4.2кг.

Щётки PL-57S-BR, код p0000006031 Копировать

Щётки PL-57S-BR

Щётки PL-57S-BR

Угольная щетка с пружиной для серводвигателя постоянного тока 54SYT207-01. Цена указана за пару.

В каталоге Purelogic R&D представлены высокоэффективные приводные механизмы, сочетающие высокий ресурс с точностью позиционирования. В этом разделе можно купить сервоприводы с двигателями постоянного тока, рассчитанными на напряжение до 80 В. Также в продаже представлены комплектующие и аксессуары: драйверы, кабели, импульсные блоки питания и многое другое.

Устройство и сфера применения серводвигателей

Функция серводвигателей – высокоточные перемещения и прецизионное управление скоростью (моментом). Применение сервоприводов позволяет добиваться высокой повторяемости операций, что является одним из ключевых критериев качества технологического процесса. Разновидности устройств:

  • аналоговые. Скорость вращения зависит от напряжения сигнала управления;
  • цифровые. Сигнал управления: STEP/DIR, либо CW/CCW

Сервоприводы используются в следующем оборудовании:

  • промышленных роботах;
  • станках с ЧПУ;
  • швейных машинах, используемых на производстве;
  • полиграфической технике;
  • измерительных приборах.

Источник