O papel do servomotor é converter o sinal de tensão de entrada (ou seja, a tensão de controle) em um deslocamento angular ou saída de velocidade angular no eixo. É frequentemente usado como atuador em um sistema de controle automático. Portanto, o servo motor também é chamado de motor atuador. Sua principal característica é: O rotor gira imediatamente quando a tensão é controlada e o rotor para imediatamente quando não há tensão de controle. A direção e a velocidade do eixo são determinadas pela direção e magnitude da tensão de controle. Os servomotores são divididos em duas categorias principais: CA e CC.
Primeiro, servo motor CA
1. Estrutura básica
O servo motor CA é composto principalmente por um estator e um rotor.
O núcleo do estator é geralmente laminado com uma chapa de aço silício. Os enrolamentos bifásicos são incorporados nos slots na superfície do núcleo do estator. O enrolamento de uma fase é um enrolamento de campo e o outro é um enrolamento de controle. Os enrolamentos bifásicos estão afastados 90 graus um do outro na posição espacial. Durante a operação, o enrolamento de campo f é conectado à fonte de energia de excitação CA, e o enrolamento de controle k é adicionado com a tensão do sinal de controle Uk.
Composto principalmente por: estator 1, rotor 5 e elemento de detecção 8 e outras peças.
2. Princípio de funcionamento
Quando não há tensão de controle no servo motor CA, apenas o campo magnético pulsante gerado pelo enrolamento do campo está presente no espaço de ar e não há torque de partida no rotor e ele é estacionário. Quando há uma tensão de controle e a corrente de enrolamento de controle e a corrente de enrolamento de campo estão fora de fase, um campo magnético em rotação é gerado no espaço de ar e um torque eletromagnético é gerado para girar o rotor na direção do campo magnético em rotação. No entanto, os requisitos do servomotor podem ser iniciados não apenas sob a tensão de controle, mas também depois que a tensão desaparecer, o motor deve parar imediatamente. Se a tensão de controle do servomotor desaparecer e continuar girando como um motor assíncrono monofásico normal, ocorre um fenômeno descontrolado. Chamamos esse fenômeno de auto-rotação devido à perda de controle.
3. método de controle
A Metafísica pode usar os três métodos a seguir para controlar a velocidade e o sentido de rotação do servo motor.
(1) Controle de amplitude Mantenha constante a diferença de fase entre a tensão de controle e a tensão de excitação e altere apenas a amplitude da tensão de controle.
(2) Controle de fase Mantenha constante a amplitude da tensão de controle e altere apenas a diferença de fase entre a tensão de controle e a tensão de excitação.
(3) Controle de fase de amplitude Altere simultaneamente a amplitude e a fase da tensão de controle.
Segundo, servo motor DC
1. Estrutura básica
O servo motor DC tradicional é essencialmente um motor DC normal com uma pequena capacidade. Possui dois tipos de excitação e ímã permanente, e sua estrutura é basicamente a mesma de um motor CC comum.
O rotor do servo motor DC de armadura em forma de copo é feito de um cilindro oco em forma de copo feito de material não magnético e o rotor é leve, de modo que o momento de inércia é pequeno e a resposta é rápida. O rotor gira entre os estatores interno e externo, feitos de material magnético macio, com uma grande folga de ar.
O servo motor DC sem escova substitui a escova e o comutador convencionais por um dispositivo de reversão eletrônica, tornando-o mais confiável. Sua estrutura do núcleo do estator é basicamente a mesma de um motor CC comum, no qual um enrolamento multifásico é incorporado, e o rotor é feito de um material de ímã permanente.
2. Princípio de funcionamento básico
O princípio de funcionamento básico do servo motor CC tradicional é exatamente o mesmo que o do motor CC comum. O torque eletromagnético é gerado pela ação da corrente da armadura e do fluxo do espaço de ar para fazer o servomotor girar. O modo de controle da armadura é geralmente adotado, ou seja, a velocidade de rotação é ajustada alterando a tensão da armadura, mantendo a tensão de excitação constante. Quanto menor a tensão da armadura, menor a velocidade de rotação; quando a tensão da armadura é zero, o motor para. Como a corrente da armadura é zero quando a tensão da armadura é zero, o motor não gera torque eletromagnético e não há "rotação".
Terceiro, a diferença entre o servo motor CA e CC
Desvantagens do servo motor DC:
uma. Escovas e comutadores tendem a sofrer desgaste, faíscas durante a comutação, limite de velocidade
b. Estrutura complexa, difícil de fabricar, alto custo
Vantagens do servo motor CA:
c. Estrutura simples, baixo custo e pequena inércia do rotor em comparação com motores de corrente contínua
d. A capacidade do motor CA é maior que a do motor CC
Requisitos de desempenho do sistema servo
Primeiro, os requisitos básicos
1, alta precisão de deslocamento
Precisão de deslocamento: refere-se ao grau de conformidade entre o pulso de comando e o deslocamento da mesa da máquina e o deslocamento real do pulso de comando convertido na mesa pelo sistema servo.
2, boa estabilidade
Estabilidade: O sistema servo pode alcançar novo ou retornar ao estado de equilíbrio original após um curto processo de ajuste sob a entrada ou perturbação externa especificada.
3, alta precisão de posicionamento
Precisão de posicionamento: refere-se à precisão da saída pode reproduzir a entrada
4, resposta rápida é boa
5, ampla faixa de velocidade
Faixa de regulação de velocidade: refere-se à razão entre a velocidade máxima e a velocidade mínima que o dispositivo mecânico requer que o motor forneça.
6, a confiabilidade do sistema é boa
7, baixa velocidade e grande torque
Segundo, a classificação do sistema servo
De acordo com a classificação da teoria de ajuste do sistema servo
a, sistema servo de malha aberta
c, sistema servo de circuito semi-fechado