Рисунок 1: Серводвигатель является основной частью сервосистемы.
С развитием информационных, коммуникационных и автоматизированных технологий в промышленном производстве и повседневной жизни современного мира стали использоваться самые разнообразные устройства автоматического управления. Сервосистема, состоящая из серводвигателя и сервопривода, как одно из наиболее распространенных устройств автоматического управления, широко используется в нашей повседневной жизни.
Из нашей статьи вы сможете глубже понять, где именно можно использовать серводвигатель и сервопривод.
1. Что такое сервосистема?
Сервосистема — это система управления с обратной связью, используемая для точного отслеживания или воспроизведения процесса.
Являясь одним из ключевых компонентов сервосистемы и ее исполнительной частью, серводвигатель изменяет положение объекта, ориентацию, состояние и другую выходную контролируемую величину в соответствии с входным сигналом (или заданным значением).
Его задача состоит в том, чтобы усиливать, преобразовывать и регулировать мощность в соответствии с требованиями команды управления, чтобы управление выходным крутящим моментом, скоростью и положением приводного устройства было очень гибким и удобным.
2. Компоненты сервосистемы
Система в основном состоит из сенсорного экрана HMI, ПЛК, сервопривода и синхронного серводвигателя с постоянными магнитами. Серводвигатель является исполнительным механизмом движения. Он осуществляет контроль положения, скорости и тока в соответствии с функциональными требованиями пользователя.
Фигура 2:Сервосистема состоит из ПЛК, привода, двигателя, редуктора и интерфейса.
3. Особенности, использование и типы сервосистемы
3.1 ОСОБЕННОСТИ СЕРВОСИСТЕМЫ
Требуется точное устройство обнаружения для создания замкнутого контура скорости и положения.
Различные принципы обратной связи и сравнения
Существует множество принципов и методов сравнения обратной связи. В соответствии с различными принципами устройства обнаружения для достижения обратной связи и различными методами сравнения обратной связи обычно используются сравнение импульсов, сравнение фаз и сравнение амплитуд.
Высокопроизводительный серводвигатель
В станках с ЧПУ для эффективной и сложной обработки поверхности сервосистема часто находится в процессе частого запуска и торможения. Таким образом, отношение выходного крутящего момента двигателя к моменту инерции должно быть достаточно большим для создания большого ускорения или тормозного момента. Кроме того, серводвигатель должен иметь достаточно большой выходной крутящий момент на низкой скорости и плавную работу, чтобы свести к минимуму промежуточное звено в соединении с механической подвижной частью.
Хорошо выполненная система регулирования с различной скоростью
Система с широким диапазоном регулирования скорости, а именно система Speed Servo. Из структуры управления системы систему позиционного замкнутого контура станков с ЧПУ можно рассматривать как систему автоматического управления с двойным замкнутым контуром, которая имеет регулировку положения во внешнем контуре и регулировку скорости во внутреннем контуре.
Фактический внутренний рабочий процесс заключается в преобразовании входного сигнала положения в соответствующий сигнал скорости, а затем этот сигнал приводит в действие серводвигатель для реализации фактического смещения. Основное движение станков с ЧПУ требует высокой скорости регулирования, поэтому сервосистема должна быть хорошо работающей системой регулирования с широким диапазоном скоростей.
3.2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕРВОСИСТЕМЫ
Управляйте мощной нагрузкой с помощью командного сигнала малой мощности.
Управляется входным валом для достижения дистанционной синхронной передачи.
Сделайте выходное механическое смещение точно отслеживающим электрический сигнал, например, записывающий и индикаторный прибор и т. д.
3.3 РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ СЕРВОСИСТЕМ
| Стандартный | Типы |
| Особенность компонентов | * Электрическая сервосистема |
| * Гидравлическая сервосистема | |
| * Электрогидравлическая сервосистема | |
| * Электрическая сервосистема | |
| Физические свойства вывода системы | * Сервосистема скорости или ускорения |
| * Позиционирующая сервосистема | |
| Характеристики функции сигнала | * Аналоговая сервосистема |
| * Цифровая сервосистема | |
| Структурные характеристики | * Одноконтурная сервосистема |
| * Сервосистема с открытым контуром | |
| * Сервосистема с замкнутым контуром | |
| Компоненты привода | * Шаговая сервосистема |
| * Сервосистема двигателя постоянного тока (двигателя постоянного тока) | |
| * Сервосистема двигателя переменного тока (двигателя переменного тока) |
Таблица 1:Различные типы серводвигателей.
4. Отрасли, использующие сервосистему
Поле лазерной обработки
Робототехника
токарный станок с ЧПУ
Оборудование для автоматизации делопроизводства для крупносерийного производства интегральных схем
Радар и другие области высоких технологий
5. Будущие тенденции применения сервосистем.
Системы автоматического управления не только быстро развиваются в теории, но и быстро меняются в устройствах ее применения. Каждые 3–5 лет на рынке появляются новые продукты.
Характеристики традиционного серводвигателя переменного тока являются мягкими, а его выходная мощность не является однозначной.
Шаговый двигатель обычно имеет управление с разомкнутым контуром и не может точно определить местоположение. Сам двигатель также имеет область резонанса скорости.
Система управления скоростью ШИМ имеет плохую производительность отслеживания положения. Регулировка скорости преобразования частоты проста, но иногда точности недостаточно.
Сервосистема двигателя постоянного тока, обладающая превосходными характеристиками, широко используется в сервосистемах положения. Но его недостатки, такие как сложная конструкция, заметное противоречие в мертвой зоне на сверхнизкой скорости, а реверсивная щетка приведет к шуму и проблемам с обслуживанием.
Новый серводвигатель переменного тока с постоянными магнитами быстро развивается, особенно когда он изменил способ управления с прямоугольной волны на синусоидальную. Производительность системы выше, а диапазон скоростей широк, что обеспечивает превосходные результаты на низкой скорости.
Время публикации: 10 февраля 2022 г.
