I. Відмінності між кроковими двигунами та сервоприводами та сервомоторами

Крок-двигун:-це електричний імпульсний сигнал у кутове зміщення або зміщення лінійного елемента контрольного елемента з відкритим циклом. Простіше кажучи, він покладається на електричний імпульсний сигнал для управління кутом та кількості поворотів. Тож він покладається лише на імпульсний сигнал, щоб визначити, скільки обертання. Оскільки датчика немає, кут зупинки може відхилятися. Однак точний імпульсний сигнал мінімізує відхилення.

Сервомотор: покладайтеся на схему управління сервоприводом для управління швидкістю двигуна через датчик для управління положенням обертання. Тож управління положенням дуже точний. А швидкість обертання також є змінною.

Серво (електронний сервопривод): Основна складова сервоприводу - сервомотор. Він містить схему керування сервомоторним двигуном + набір редукторних передач. О так, сервомотор не має набору передач. А сервопривод має набір редукторів.

У випадку обмеження сервоприводу він покладається на потенціометр під вихідним валом, щоб визначити кут керма руля. Керування сервоприносним сигналом - це сигнал модульованої ширини імпульсу (PWM), де мікроконтролер може легко генерувати цей сигнал.

Ii. Казовий мотор Основний принцип

Як це працює:

Зазвичай ротор двигуна є постійним магнітом, і коли струм протікає через обмотки статора, обмотки статора виробляють векторне магнітне поле. Це магнітне поле призведе до того, що ротор обертається кутом, так що напрямок пари магнітних полів ротора буде таким же, як напрямок магнітного поля статора. Коли векторне магнітне поле статора обертається кутом. Ротор також обертається кутом з цим магнітним полем. Для кожного вхідного електричного імпульсу двигун обертає один кутовий крок вперед. Його вихідний кутовий переміщення пропорційне кількості вхідних імпульсів, а його обертальна швидкість пропорційна частоті імпульсів. Змінюючи порядок, в якому обмотки під напругою, двигун повертається. Тому кількість та частота імпульсів та порядок напруги обмотки кожної фази двигуна можна керувати для управління обертанням крокового двигуна.

Принцип виробництва тепла:

Зазвичай бачать усі види двигунів, внутрішні - це залізне ядро ​​та звивиста котушка. Наглядна опір, потужність призведе до втрати, розміру втрат та опору та струм пропорційно квадраті, який часто називають втратою міді, якщо струм не є стандартною постійною постійною або синусовою хвилею, також призведе до гармонічної втрати; Ядро має ефект гістерезису Едді -струм, в чергуванні магнітного поля також призведе до втрати, розмір матеріалу, струму, частоти, пов'язані з напругою, що називається втратою заліза. Втрата міді та втрата заліза проявляться у вигляді генерації тепла, таким чином, впливаючи на ефективність двигуна. Крок -двигун, як правило, дотримується точності позиціонування та виходу крутного моменту, ефективність є відносно низькою, струм, як правило, більший, а гармонічні компоненти високі, частота поточного чергується зі швидкістю та змінами, тому крокові двигуни, як правило, мають теплову ситуацію, а ситуація серйозніша, ніж загальний двигун змінного струму.

Iii. Будівництво руля

Сервос в основному складається з корпусу, плати, приводного двигуна, редуктора передач та елемента виявлення положення. Принцип роботи полягає в тому, що приймач надсилає сигнал сервоприводу, а ІС на платі ланцюга проводить двигун беззахистів, щоб почати обертатися, і потужність передається на гойдалку через редуктор, і в той же час детектор позиції надсилає сигнал назад, щоб визначити, чи приїхав він на позиціонування чи ні. Детектор положення насправді є змінним резистором. Коли сервопривод обертається, значення резистора зміниться відповідно, а кут обертання може бути відомий шляхом виявлення значення резистора. Загальний сервомотор-це тонкий мідний дріт, обгорнутий навколо триполюсного ротора, коли струм протікає через котушку, генерує магнітне поле, а периферію магніту ротора для отримання відштовхування, що, в свою чергу, генерує силу обертання. Згідно з фізикою, момент інерції об'єкта безпосередньо пропорційний його масі, тому більша маса об'єкта, що обертається, тим більша сила, яка вимагається. Для того, щоб досягти швидкості обертання та низького споживання електроенергії, сервопривод виготовлений з тонких мідних проводів, закручених у дуже тонкий порожнистий циліндр, утворюючи дуже легкий порожнистий ротор без полюсів, а магніти розміщуються всередині циліндра, який є порожнистою чашкою.

Для того, щоб відповідати різним робочому середовищу, є сервоприпаси з водонепроникними та пилозахисними конструкціями; І у відповідь на різні вимоги до навантаження є пластикові та металеві передачі для сервоприводів, а металеві передачі для сервоприводів, як правило, високоскольовані та високошвидкісні, з перевагою, що передачі не будуть відбиті через надмірні навантаження. Сервоси вищого класу будуть оснащені кульковими підшипниками, щоб зробити обертання швидшим і точнішим. Існує різниця між одним кульковим підшипником і двома кульковими підшипниками, звичайно, два кулькові підшипники кращі. Нові сервоприводу FET в основному використовують FET (польовий транзистор ефекту), що має перевагу низької внутрішньої стійкості, а отже, і менше втрат струму, ніж звичайні транзистори.

Iv. Принцип операції сервоприводу

З хвилі ШІМ у внутрішній ланцюг, щоб генерувати напругу зміщення, генератор контакторів через редукторну передачу, щоб керувати потенціометром для переміщення, так що коли різниця напруги дорівнює нулю, двигун зупиняється, щоб досягти ефекту сервоприводу.

Протоколи для Servo PWM однакові, але останні сервоприводу можуть бути різними.

Протокол, як правило, є: ширина високого рівня в 0,5 мс ~ 2,5 мс, щоб контролювати сервопривод, щоб повернутися через різні кути.

V. Як працюють сервомотор

На малюнку нижче показана схема управління сервомоторним двигуном, виготовлена ​​з живленням підсилювача LM675, а двигун - це сервомотор постійного струму. Як видно з малюнка, підсилювач живлення LM675 постачається 15 В, а напруга 15 В додається до введення в фазу оперативного підсилювача LM675 до RP 1, а вихідну напругу LM675 додається до введення сервомороту. Двигун оснащений генератором сигналу вимірювання швидкості для виявлення швидкості двигуна в режимі реального часу. Насправді генератор швидкості швидкості є своєрідним генератором, а його вихідна напруга пропорційна швидкості обертання. Вихід напруги від генератора сигналу вимірювання швидкості G повертається назад до інвертуючого входу оперативного підсилювача як сигнал помилки швидкості після схеми роздільника напруги. Значення напруги, встановлене командним потенціометром RP1, додається до входу в фазу оперативного підсилювача після поділу напруги на R1.R2, що еквівалентно опорній напрузі.

Контрольна схема сервомоторя

Сервомотор: Позначений буквою m для сервомоторів, це джерело потужності для системи приводу. Оперативний підсилювач: позначається назвою схеми, тобто LM675, - це шматок підсилювача в схемі управління сервоприводом, який забезпечує струм приводу для сервомоторя.

Команда швидкісного потенціометра RP1: Встановлює еталон напруги оперативного підсилювача в ланцюзі, тобто налаштування швидкості. Налаштування посилення підсилювача Потенціометр RP2: Використовується в ланцюзі для тонкого налаштування посилення підсилювача та розміру сигналу зворотного зв'язку швидкості відповідно.

Коли навантаження двигуна змінюється, напруга, що подається назад до інвертованого входу оперативного підсилювача Підсилювач збільшується. І навпаки, коли навантаження стає меншим, а швидкість двигуна збільшується, вихідна напруга генератора вимірювального сигналу швидкості зростає, напруга зворотного зв'язку додається до інвертованого входу оперативного підсилювача, різниця між цією напругою та опорною напругою зменшується, вихідна напруга оперативного ампліфікатора зменшується, а швидкість двигуна зменшується, і це зменшується.