Principio di funzionamento del servomotore
Il servosistema è un sistema di controllo automatico che fa sì che la posizione, l'orientamento, lo stato e altre variabili controllate in uscita dell'oggetto seguano le modifiche arbitrarie del target di input (o valore dato). Il servo viene posizionato principalmente tramite impulsi. Fondamentalmente, si può capire che quando il servomotore riceve un impulso, ruoterà dell'angolo corrispondente di un impulso per realizzare lo spostamento. Poiché il servomotore stesso ha la funzione di inviare impulsi, quindi ogni volta che il servomotore ruota di un angolo, invierà un numero corrispondente di impulsi, che corrisponde all'impulso ricevuto dal servomotore, o chiamato anello chiuso, Il sistema lo farà sapere quanti impulsi vengono inviati al servomotore e quanti impulsi vengono ricevuti contemporaneamente. In questo modo è possibile controllare con precisione la rotazione del motore, in modo da ottenere un posizionamento accurato, che può raggiungere 0.001 mm.
Classificazione dei servomotori
I servomotori sono divisi in servo AC e servo DC.
La struttura di base del servomotore CA è simile a quella del motore a induzione CA (motore asincrono). Ci sono due avvolgimenti di eccitazione Wf e di controllo WcoWf con uno sfasamento nello spazio di fase di un angolo elettrico di 90 gradi sullo statore, che sono collegati a una tensione CA costante. Lo scopo del controllo del funzionamento del motore è utilizzare la tensione CA o il cambiamento di fase applicato a Wc.
Il servomotore CA ha le caratteristiche di funzionamento stabile, buona controllabilità, risposta rapida, alta sensibilità e rigoroso indice di non linearità delle caratteristiche meccaniche e delle caratteristiche di regolazione (rispettivamente meno del 10% ~ 15% e meno del 15% ~ 25%).
Vantaggi e svantaggi del servomotore DC
Vantaggi: controllo accurato della velocità, caratteristiche di coppia-velocità rigide, principio di controllo semplice, uso conveniente e prezzo economico.
Svantaggi: commutazione delle spazzole, limitazione della velocità, resistenza aggiuntiva e generazione di particelle di usura (non adatto per ambienti privi di polvere ed esplosivi).
Vantaggi e svantaggi del servomotore AC
Vantaggi: buone caratteristiche di controllo della velocità, è possibile ottenere un controllo regolare nell'intera zona di velocità, quasi nessuna vibrazione, efficienza superiore al 90 percento, meno calore, controllo ad alta velocità, controllo della posizione ad alta precisione (a seconda della precisione dell'encoder), coppia costante, bassa inerzia, bassa rumorosità, nessuna usura delle spazzole, esente da manutenzione (applicabile ad ambienti privi di polvere ed esplosivi) possono essere raggiunti nella zona di funzionamento nominale.
Svantaggi: il controllo è complesso e i parametri del driver devono essere determinati regolando i parametri PID in loco, richiedendo più cablaggio.
Tre metodi di controllo del servomotore
Controllo di coppia: la modalità di controllo di coppia consiste nell'impostare la coppia di uscita dell'albero motore esternamente attraverso l'ingresso di una quantità analogica bai esterna o l'assegnazione di un indirizzo diretto.
2. Controllo della posizione: la modalità di controllo della posizione generalmente determina la velocità di rotazione in base alla frequenza dell'impulso di ingresso esterno e l'angolo di rotazione in base al numero di impulsi. Alcuni servo possono assegnare direttamente la velocità e lo spostamento attraverso la comunicazione.
Modalità velocità: la velocità di rotazione può essere controllata dall'ingresso di una quantità analogica o dalla frequenza dell'impulso. La modalità velocità può essere posizionata anche quando è presente un controllo PID ad anello esterno del dispositivo di controllo superiore, ma il segnale di posizione del motore o il segnale di posizione del carico diretto devono essere inviati alla retroazione superiore per il calcolo. La modalità di posizione supporta anche il rilevamento del segnale di posizione dall'anello esterno del carico diretto. In questo momento, l'encoder all'estremità dell'albero del motore rileva solo la velocità del motore e il segnale di posizione è fornito dal dispositivo di rilevamento all'estremità del carico finale diretto. Questo vantaggio è che può ridurre l'errore nel processo di trasmissione intermedio e aumentare la precisione di posizionamento dell'intero sistema.