Princípio de funcionamento do servo motor
O sistema servo é um sistema de controle automático que faz com que a posição, orientação, estado e outras variáveis controladas de saída do objeto sigam as alterações arbitrárias do alvo de entrada (ou valor fornecido). O servo é posicionado principalmente por pulsos. Basicamente, pode-se entender que quando o servomotor recebe um pulso, ele gira o ângulo correspondente de um pulso para realizar o deslocamento. Como o próprio servo motor tem a função de enviar pulsos, então cada vez que o servo motor girar um ângulo, ele enviará um número correspondente de pulsos, que corresponde ao pulso recebido pelo servo motor, ou chamado malha fechada. saiba quantos pulsos são enviados ao servo motor e quantos pulsos são recebidos ao mesmo tempo. Desta forma, a rotação do motor pode ser controlada com precisão, de modo a obter um posicionamento preciso, que pode chegar a 0,001 mm.
Classificação de servomotores
Os servo motores são divididos em servo AC e servo DC.
A estrutura básica do servomotor CA é semelhante à do motor de indução CA (motor assíncrono). Existem dois enrolamentos de excitação Wf e enrolamentos de controle WcoWf com um deslocamento de espaço de fase de ângulo elétrico de 90 graus no estator, que estão conectados a uma tensão CA constante. O objetivo de controlar a operação do motor é usar a tensão CA ou a mudança de fase aplicada a Wc.
O servo motor AC tem as características de operação estável, boa capacidade de controle, resposta rápida, alta sensibilidade e índice estrito de não linearidade de características mecânicas e características de regulação (menos de 10 por cento ~ 15 por cento e menos de 15 por cento ~ 25 por cento, respectivamente).
Vantagens e desvantagens do servo motor DC
Vantagens: controle de velocidade preciso, características de velocidade de torque rígido, princípio de controle simples, uso conveniente e preço barato.
Desvantagens: comutação de escovas, limitação de velocidade, resistência adicional e geração de partículas de desgaste (não adequado para ambientes sem poeira e explosivos).
Vantagens e desvantagens do servo motor AC
Vantagens: boas características de controle de velocidade, controle suave pode ser alcançado em toda a zona de velocidade, quase nenhuma vibração, mais de 90% de alta eficiência, menos calor, controle de alta velocidade, controle de posição de alta precisão (dependendo da precisão do codificador), torque constante, baixa inércia, baixo ruído, sem desgaste da escova, livre de manutenção (aplicável a ambientes sem poeira e explosivos) pode ser alcançado na zona de operação nominal.
Desvantagens: o controle é complexo e os parâmetros do driver precisam ser determinados ajustando os parâmetros do PID no local, exigindo mais fiação.
Três métodos de controle do servo motor
Controle de torque: o modo de controle de torque é para definir o torque de saída do eixo do motor externamente através da entrada da quantidade analógica bai externa ou a atribuição de endereço direto.
2. Controle de posição: O modo de controle de posição geralmente determina a velocidade de rotação pela frequência do pulso de entrada externo e o ângulo de rotação pelo número de pulsos. Alguns servos podem atribuir diretamente a velocidade e o deslocamento por meio da comunicação.
Modo de velocidade: a velocidade de rotação pode ser controlada pela entrada da quantidade analógica ou pela frequência do pulso. O modo de velocidade também pode ser posicionado quando há um controle PID de loop externo do dispositivo de controle superior, mas o sinal de posição do motor ou o sinal de posição da carga direta deve ser enviado para o feedback superior para cálculo. O modo de posição também suporta a detecção do sinal de posição pelo anel externo de carga direta. Neste momento, o codificador na extremidade do eixo do motor detecta apenas a velocidade do motor e o sinal de posição é fornecido pelo dispositivo de detecção na extremidade da carga final direta. Esta vantagem é que pode reduzir o erro no processo de transmissão intermediária e aumentar a precisão de posicionamento de todo o sistema.