Domů > Novinky > Obsah

Jak fungují servomotory

Jul 19, 2017

Tento malý motor má vysokou účinnost a výkon

Servomotory jsou již dlouhou dobu a jsou využívány v mnoha aplikacích. Jsou malé velikosti, ale balení velký úder a jsou velmi energeticky účinné. Tyto funkce jim umožňují používat dálkově ovládané nebo rádiově řízené hračky , roboty a letadla. Servomotory se také používají v průmyslových aplikacích, robotice, in-line výrobě, farmě a potravinářství. Ale jak fungují malí kluci?

Obvody serva jsou umístěny přímo uvnitř jednotky motoru a mají polohovatelnou hřídel, která je obvykle vybavena ozubeným kolem (jak je znázorněno níže). Motor je řízen elektrickým signálem, který určuje množství pohybu hřídele.

Co je uvnitř servo?

Abyste pochopili, jak funguje servo, musíte se podívat pod kapotou. Uvnitř je poměrně jednoduché nastavení: malý stejnosměrný motor , potenciometr a řídicí obvod. Motor je připojen ozubeným kolem na ovládací kolečko. Při otáčení motoru dochází ke změně odporu potenciometru, takže řídicí obvod může přesně regulovat, kolik pohybu je a v jakém směru.

Když je hřídel motoru v požadované poloze, napájení motoru je zastaveno. V opačném případě se motor otáčí v příslušném směru. Požadovaná poloha se posílá prostřednictvím elektrických impulsů signálovým kabelem . Rychlost motoru je úměrná rozdílu mezi skutečnou polohou a požadovanou polohou. Pokud je motor v požadované poloze, pomalu se otáčí, jinak se rychle otočí. Toto se nazývá proporcionální řízení. To znamená, že motor bude pracovat jen tak těžko, jak je potřeba pro splnění úkolu, velmi účinný malý chlapík.

Jak je servo řízeno?

Serva jsou řízena posíláním elektrického impulsu s proměnnou šířkou nebo modulací šířky impulzu (PWM) přes řídicí kabel. K dispozici je minimální impuls, maximální impuls a opakovací frekvence. Servomotor se obvykle může otáčet o 90 ° v obou směrech o celkový pohyb o 180 °. Neutrální poloha motoru je definována jako poloha, kde má servo stejné množství potenciálního otáčení jak ve směru hodinových ručiček, tak i proti směru hodinových ručiček. PWM posílaná k motoru určuje polohu hřídele a na základě trvání impulsu odeslaného řídícím drátem; rotor se otočí do požadované polohy. Servomotor očekává puls každých 20 milisekund (ms) a délka impulsu určuje, jak daleko se motor otáčí. Například 1,5ms puls přivede motor do polohy 90 °. Kratší než 1,5 ms se pohybuje proti směru hodinových ručiček směrem k poloze 0 ° a delší než 1,5 ms otáčí servopohon ve směru hodinových ručiček směrem k 180 ° pozici.

Když jsou tyto serva přikázána k pohybu, přesunou se do pozice a drží tuto pozici. Pokud vnější síla tlačí na servo, zatímco servo drží polohu, servo bude odolat pohybující se z této polohy. Maximální síla, kterou může servo vyvinout, se nazývá točivý moment servopohonu. Servo však nebude udržovat svou pozici navždy; musí se opakovat polohový impuls, aby instruoval servo, aby zůstal v poloze.

Typy servomotorů

Existují dva typy servomotorů - AC a DC. AC servo zvládne vyšší proudové rázy a je obvykle používán v průmyslových strojích. DC serva nejsou určena pro vysoké proudové rázy a jsou obvykle vhodnější pro menší aplikace. Obecně řečeno, jednosměrné motory jsou levnější než jejich protějšky. Jsou to také servomotory, které byly postaveny speciálně pro nepřetržité otáčení, takže je snadný způsob, jak se váš robot pohybovat. Jsou vybaveny dvěma kuličkovými ložisky na výstupním hřídeli pro snížení tření a snadný přístup k potenciometru pro nastavení zbytkového bodu .

Aplikace servomotoru

Servopy se používají v rádiově řízených letounech pro umístění řídících ploch, jako jsou výtahy, kormidla, chodící robot nebo provozní chapadla. Servomotory jsou malé, mají zabudované řídicí obvody a mají dobrý výkon pro svou velikost.

V potravinářských službách a léčivách jsou nástroje navrženy pro použití v drsnějších prostředích, kde je potenciál koroze vysoký díky tomu, že se opakovaně praní při vysokých tlacích a teplotách za účelem zachování přísných hygienických standardů. Servopy se také používají v in-line výrobě , kde je třeba opakovat a přesně pracovat.

Samozřejmě nemusíte vědět, jak funguje servo, ale jako u většiny elektroniky, čím víc rozumíte, tím více dveří je otevřeno pro rozšířené projekty a schopnosti projektů. Ať už jste robot robotářů , konstruktéři průmyslových systémů, nebo jen neustále zvědaví, kde vás zajistí servomotory?