Servo on kõige arenenum ja kaasaegsem mootoritüüp. See on mõeldud kasutamiseks liikumisjuhtimisrakendustes, mis nõuavad suurt positsioneerimistäpsust. Servoajami tööpõhimõtete tundmine võimaldab meil mõista selle kasvavat nõudlust tööstusprotsesside automatiseerimise ja tarbijatehnoloogia alal.
Sisu
- Digitaalne ajastu
- Täpsuse areng
- Seade ja tüübid
Digitaalne ajastu
Nimetust Le-Servomoteur kasutas esmakordselt Joseph Farco 1868. aastal, et kirjeldada laevaehituses kasutatavaid hüdro- ja aurumasinaid. Selle sõna tegelik tähendus on aja jooksul kadunud, kuid võib oletada, et see oli sõnamäng prantsuse keelest cerveau (aju) ja ladina servus (teenima). Laiemas mõttes võeti seda terminit kasutusele mitte selleks, et rõhutada mootorite kasulikkust või keerukust, vaid keskenduti nende võimele täita tõukejõu juhtimiskompleksi käske. See tähendab, et draivil on ülejäänud süsteemiga tagasiside ja see reageerib selle signaalidele.
1898. aastal katsetas Tesla kontaktor-servomootoritega varustatud laevamudelite juhtmevaba juhtimist ja 1911. aastal võttis Hobart juba oma sõnavarasse termini "servomootor". 1915. aastaks oli see sõna ingliskeelsete elektriinseneride seas kindlalt juurdunud, hoolimata selle prantsuse päritolust.
. Tehnoloogia edasine areng enne II maailmasõda oli enam kui kiire:- 1
916 - patenteeritud pneumaatiline torpeedo, milles rool allus servomehhanismile; - 1922 – General Electric alustas tööd mereväe relvade juhtimiseks mõeldud servodega;
- 1925 - lõi elektroonilise püstoli servo, kasutades proportsionaalset juhtimist ja positiivset tagasisidet;
- 1933 – esitleti alalisvoolu servomagnetofoni.
- 1935 - esimest samm-mootorit katsetati kompassi asukoha ja püstoli sihiku kaugkordajana.
Täpsuse areng
Teise maailmasõja ajal ja pärast seda kasutati samm-mootoreid piiratud arvul. Eelmise sajandi 60ndatel kogesid nad mitmeid täiustusi ja olid enam kui kaks aastakümmet asendamatud üldlevinud. mehitamata juhtelemendid, näidikud vagunite sorteerimiseks ja kaalumispunktideks, digitaalsed diferentsiaalkõrgusmõõturid ja arvuti perifeeria.
Esimesed harjadeta mootorid töötati välja 50ndate keskel. Mehaaniliste harjade kaotamine võimaldas neil üllatavalt kaua töötada suure töökindlusega. Sammmootoritel on tugev konkurent. Harjadeta mootorid on kosmoseuuringutes asendamatud, mis määras nende kiire arengu.
Haruldaste muldmetallide koobaltmagnetite taskukohaste tootmismeetodite tulek 1960. aastatel sai alalisvoolumootorite tehnoloogilise läbimurde peamiseks aluseks. Just need, mis on varustatud juhitava tagasisidega ajamiga, moodustavad enamuse maailmas toodetavatest servomootoritest. Mikroprotsessorid tungisid automatiseerimise turule 1970. aastate alguses ja suutsid tagada peaaegu täiusliku kontrolli masina liikumise üle.
Seade ja tüübid
Servoajam on seade, mis on loodud suure täpsusega mehaanilise toimingu sooritamiseks sihtasendi ja liikumisparameetrite pideva enesekontrolli all. Tundliku seadmega tagasisidesüsteemi olemasolu seatud parameetritest kõrvalekallete korrigeerimiseks eristab seda teist tüüpi ajamitest. Laiemas tähenduses viitab see termin kaasaegsetele servoajamiga varustatud elektrimootoritele. Lihtsustatult võib servoseadet kirjeldada nelja elemendi suletud süsteemina:
- andur;
- mootor;
- kontroller;
- tagasiside süsteem.
Servomootori tööpõhimõte näeb välja selline: seadme sisendisse saadetakse käsk uue oleku (koordinaadid, kiirus jne) määramiseks. ), määrab seade vooluväärtuse, võrdleb seda saadud väärtusega ja teeb nende erinevuse vähendamiseks mootorile juhttoimingu.
Tänu nende võimele säilitada ja juhtida seatud parameetreid peetakse servosid kõige arenenumateks täiturmehhanismideks. Kaasaegsed seadmed on võrreldes esimeste põlvkondadega palju muutunud. Nüüd on need nutiseadmed, mis on valmistatud magnetite tootmise ja protsessoritehnoloogia uusimate edusammude abil. 21. sajandil võimaldas areng lihtsate seadmete maksumust mitu korda vähendada ilma nende omadusi kaotamata ja luua tehniliselt keerukad muutuva kiirusega ja ülitäpsed ajamid nõudlikele tööstusharudele nagu tööpinkide ehitamine.
Kaasaegses tööstuses kasutatakse kahte tüüpi servomootoreid: lineaarset ja pöörlevat. Lineaarne võimaldab teil saavutada:
- suured kiirused ja kiirendused;
- kõrge positsioneerimise täpsus.
Neil on vaieldamatud eelised, kuid sellest hoolimata on populaarsed pöörlevad servod. See on peamiselt tingitud asjaolust, et lineaarne kipub üle kuumenema. Kuumus põhjustab soovimatut paisumist, avaldades laagritele, määrdele ja anduritele pinget. Aja jooksul mõjutab see negatiivselt komponentide eluiga.
Pöördmootorid jagunevad omakorda asendi- ja pideva pöörlemisega servodeks. Positsiooni pööramise seadmed on kõige levinumad tüübid. Väljundvõll töötab ainult ringi sektoris, mis on piiratud füüsiliste peatustega, et vältida pöörlemist väljaspool projekteeritud etteantud piire.
Pidevmootorid on väga sarnased asendimootoritele selle erinevusega, et neil on olenevalt sisendsignaalist erinevatel kiirustel suvalises suunas pöörlemisvõime.
Pöörlevate servomootorite eelised juhtimise seisukohast on järgmised:
- pöördemoment on võrdeline vooluga;
- kiirus on võrdeline rakendatud pingega.
Nii esimene kui ka teine on nõudlikud rakendustes, mis ulatuvad laste mänguasjadest kosmoserobootikani.
Servod muidugi paranevad jätkuvalt. Need tekkisid ja arenesid automatiseeritud süsteemide detsentraliseerimise suundumuse tulemusena. Protsessorite kulude vähendamine kiirendab seda protsessi. Kaasaegsete servoajamite funktsioonide arv kasvab ja kasvab tõenäoliselt ka edaspidi. Uusimatel seadmetel on juba võimalus isereguleerida ja optimeerida juhtimisparameetreid ning neid saab valmistada kaugpaigaldiste jaoks mõeldud protsessikontrolleritega.
On täiesti võimalik, et tuleviku servoajamid lahendavad paljusid masinaid ja mehhanisme puudutavaid ülesandeid, aidates vältida lisaseadmete paigaldamist.
