Načelo delovanja servo motorja
Servo sistem je samodejni krmilni sistem, ki poskrbi, da položaj, orientacija, stanje in druge izhodno nadzorovane spremenljivke objekta sledijo poljubnim spremembam vhodnega cilja (ali dane vrednosti). Servo se večinoma pozicionira z impulzi. V bistvu je mogoče razumeti, da ko servo motor prejme en impulz, bo zasukal ustrezen kot enega impulza, da realizira premik. Ker ima sam servo motor funkcijo pošiljanja impulzov, bo vsakič, ko se servo motor zasuka za določen kot, poslal ustrezno število impulzov, ki ustreza impulzu, ki ga prejme servo motor, ali se imenuje zaprta zanka, bo sistem vedeti, koliko impulzov je poslanih servo motorju in koliko impulzov je prejetih hkrati. Na ta način je mogoče natančno nadzorovati vrtenje motorja, da se doseže natančno pozicioniranje, ki lahko doseže 0,001 mm.
Razvrstitev servo motorjev
Servo motorje delimo na AC servo in DC servo.
Osnovna struktura AC servo motorja je podobna strukturi AC indukcijskega motorja (asinhroni motor). Na statorju sta dva vzbujalna navitja Wf in krmilno navitje WcoWf s faznim zamikom 90 stopinj električnega kota, ki sta priključena na konstantno izmenično napetost. Namen krmiljenja delovanja motorja je uporaba izmenične napetosti ali fazne spremembe, ki se uporablja za Wc.
AC servo motor ima značilnosti stabilnega delovanja, dobrega nadzora, hitrega odziva, visoke občutljivosti in strogega indeksa nelinearnosti mehanskih karakteristik in regulacijskih karakteristik (manj kot 10 odstotkov ~15 odstotkov oziroma manj kot 15 odstotkov ~25 odstotkov).
Prednosti in slabosti enosmernega servo motorja
Prednosti: natančna regulacija hitrosti, trde lastnosti navora in hitrosti, preprost princip krmiljenja, priročna uporaba in nizka cena.
Slabosti: komutacija krtač, omejitev hitrosti, dodatni upor in nastajanje obrabnih delcev (ni primerno za brezprašno in eksplozivno okolje).
Prednosti in slabosti AC servo motorja
Prednosti: dobre lastnosti krmiljenja hitrosti, gladko krmiljenje je mogoče doseči v celotnem območju hitrosti, skoraj brez tresljajev, več kot 90 odstotkov visok izkoristek, manj toplote, nadzor visoke hitrosti, visoko natančen nadzor položaja (odvisno od natančnosti dajalnika), stalen navor, nizka vztrajnost, nizek hrup, brez obrabe krtač, brez vzdrževanja (uporabno za brezprašno in eksplozivno okolje) je mogoče doseči v nazivnem delovnem območju.
Slabosti: krmiljenje je zapleteno in parametre gonilnika je treba določiti s prilagajanjem parametrov PID na mestu, kar zahteva več ožičenja.
Trije načini krmiljenja servo motorja
Nadzor navora: način nadzora navora je nastavitev izhodnega navora gredi motorja od zunaj prek vnosa zunanje analogne količine bai ali dodelitve neposrednega naslova.
2. Nadzor položaja: Način nadzora položaja na splošno določa hitrost vrtenja s frekvenco zunanjega vhodnega impulza in kot vrtenja s številom impulzov. Nekateri servo lahko neposredno dodelijo hitrost in premik prek komunikacije.
Način hitrosti: hitrost vrtenja je mogoče nadzorovati z vnosom analogne količine ali frekvence impulza. Način hitrosti se lahko nastavi tudi, ko obstaja krmiljenje PID zunanje zanke zgornje krmilne naprave, vendar je treba signal položaja motorja ali signal položaja neposredne obremenitve poslati zgornji povratni povezavi za izračun. Način položaja podpira tudi zaznavanje signala položaja z zunanjim obročem neposredne obremenitve. V tem času kodirnik na koncu gredi motorja zazna samo hitrost motorja, signal položaja pa zagotovi naprava za zaznavanje na koncu neposredne končne obremenitve. Ta prednost je, da lahko zmanjša napako v procesu vmesnega prenosa in poveča natančnost pozicioniranja celotnega sistema.