مقایسه سرووها و استپر موتورها. ویژگی های مقایسه ای با توجه به پارامترهای اصلی. مشخصات مکانیکی موتور پله ای

سروو(lat. servus - خدمتکار، دستیار؛ درایو سرو)- با کنترل از طریق رانندگی کنیدبازخورد منفی که امکان کنترل دقیق پارامترهای حرکت را فراهم می کند.

سروو بیشتر در رباتیک یافت می شود. بدون آن غیرممکن است، به خصوص زمانی که به حل مشکل جابجایی دقیق کالاها یا اشیاء می رسد. چنین وظیفه ای هنگام انجام هر گونه کار مکانیکی (نقاشی، جوشکاری، سنگ زنی، جابجایی محصولات روی نوار نقاله و غیره) بوجود می آید. دستکاری هایی که شبیه دست های مکانیکی هستند، چنین کاری را انجام می دهند. در واقع، روباتیک صنعتی معروف، که برای خودکارسازی تولید در سراسر جهان استفاده می‌شود، عمدتاً توسط دستکاری‌کنندگان نمایش داده می‌شود. و هیچ یک از این دستکاری‌کنندگان نمی‌تواند بدون سرووهایی که لینک‌های آن را هدایت می‌کنند، کار کند. چرا؟

همه چیز در مورد خواص سروو است. سروو درایو درایوی است که از بازخورد منفی استفاده می کند که به شما امکان می دهد پارامترهای حرکتی پیوند محرک (خروجی) درایو را به دقت کنترل کنید (اغلب این شفت خروجی است). برای ایجاد چنین بازخوردی معمولاً از سنسور موقعیت لینک خروجی سروو استفاده می شود اما از سنسورهای سرعت، نیرو و غیره نیز می توان استفاده کرد. معلوم می شود که سروو درایوی است که سیگنالی را دریافت می کند که نشان دهنده پیشروی یا چرخش به یک موقعیت خاص است. . در این موقعیت نصب می شود و "منتظر" می شود تا دستوری برای تغییر موقعیت دریافت شود. به عنوان مثال، سیگنالی برای تنظیم شفت در موقعیت زاویه ای 90 درجه داده می شود. شفت به این موقعیت می چرخد ​​و آن را تا زمانی که موقعیت جدید علامت داده شود نگه می دارد. چنین امکانات کنترلی به طور جدی یک سروو درایو را از یک گیربکس معمولی متمایز می کند، که فقط تا زمانی که ولتاژ به آن اعمال می شود می تواند به طور مداوم بچرخد. در نتیجه، اگر رباتی به چنین درایوهایی مجهز باشد، می تواند مانند دست انسان حرکت کند و تمام کارهایی را که ما می توانیم انجام دهیم، انجام دهد.

سروو درایوها در صنعت انواع مختلفی دارند که در این مقاله به بررسی سروو درایوهای برقی چرخشی می پردازیم. به زبان ساده، برای چنین درایوهای سروو، محرک خروجی یک شفت چرخان است. برای سادگی، ما دستگاه سروو سرگرمی SG-90 (شکل 1) را در نظر خواهیم گرفت، که به طور فعال برای ایجاد مدل های آموزشی ربات ها و سایر مکانیسم های شناور، پرواز یا راه رفتن استفاده می شود. یک سروو درایو سرگرمی، بر خلاف صنعتی، از نظر اندازه بسیار کوچکتر است، نیروی کمتری ایجاد می کند، به گونه ای متفاوت کنترل می شود، اما طبق اصل کلی عملکرد، کاملاً مشابه همتای صنعتی خود است.

تصویر 1

سروو دستگاه سرگرمی در شکل 2 نشان داده شده است. این دستگاه شامل یک موتور الکتریکی، یک جعبه دنده با مجموعه ای از چرخ دنده ها، یک پتانسیومتر (به عنوان سنسور موقعیت برای بازخورد عمل می کند)، یک برد کنترل الکترونیکی موتور و یک جعبه حاوی تمام محتویات است. . همین شکل سیمی را نشان می دهد که سروو از طریق آن تغذیه و کنترل می شود. از 3 هسته تشکیل شده است: توان "بعلاوه"، توان "منهای" و یک سیم که سیگنال کنترلی به آن اعمال می شود. در مدل های مختلف سرووهای سرگرمی، سیم ها ممکن است رنگ متفاوتی داشته باشند. اما تقریباً همیشه سیم برق "بعلاوه" قرمز رنگ است و سیم برق "منهای" سیاه است. با توجه به سیم سیگنال (برای انتقال سیگنال کنترل)، هیچ استاندارد رنگ واضحی وجود ندارد. بسته به سازنده سروو، سیم سیگنال ممکن است سفید، نارنجی یا زرد باشد.

شکل 2

برای کنترل چنین موتورهایی، یک استاندارد سیگنال کنترلی اتخاذ شده است. این نشان دهنده تکانه هایی است که دائماً تکرار می شوند یا همانطور که می گوییم مجموعه ای از تکانه ها (شکل 3). فرکانس این پالس ها همیشه ثابت می ماند و 50 هرتز است. معلوم می شود که دوره زمانیپالس ها (زمان بین لبه های جلویی پالس های مجاور) 1 ثانیه / 50 = 0.02 ثانیه، یعنی 20 میلی ثانیه است.

شکل 3

نکته جالب این است که موقعیت زاویه ای شفت خروجی سروو با مدت زمان پالس اعمال شده تنظیم می شود. برای روشن شدن، شکل 4 نسبت تقریبی عرض پالس را در مختصات زمانی و زاویه چرخش شفت سروو نشان می دهد. چرخش شفت سروو توسط پالس هایی با مدت زمان 1 تا 2 میلی ثانیه (میلی ثانیه) کنترل می شود.

شکل 4

همانطور که از نمودار می بینید، چیزی بیش از یک سیگنال مدوله شده با عرض پالس - PWM برای کنترل سروو استفاده نمی شود. PWM چیست را می توان در مقاله مربوطه در وب سایت ما یافت.

و چگونه عرض پالس در خروجی به زاویه شفت تبدیل می شود؟

همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، یک ماژول کنترل الکترونیکی موتور نیز در محفظه سروو وجود دارد. سیگنال اعمال شده به سروو به این برد می رود. اما آنچه در ادامه با این سیگنال اتفاق می افتد در بلوک دیاگرام شکل 5 نشان داده شده است که به صورت مرحله ای آن را تحلیل خواهیم کرد. هر مرحله با یک مستطیل یا یک دایره به تصویر کشیده شده و شماره گذاری می شود. در داخل این مستطیل ها دستگاه هایی قرار دارند که سیگنال روی آنها تبدیل یا پردازش می شود.

شکل 5

بنابراین، سیگنال کنترل ورودی Supr با مدولاسیون PWM به یک ریزمدار ویژه با عناصر منطقی می آید که با کمک آن به ولتاژ Uupr (مرحله شماره 1) تبدیل می شود. پس از آن، سیگنال Ucontrol (ولتاژ کنترل) به عنصر مقایسه ولتاژ تغذیه می شود. این عنصر جمع کننده نامیده می شود، اما در واقع ولتاژ Uobr (ولتاژ بازخورد) را که از طریق بازخورد مقاومت متغیر از سیگنال ورودی Ucontrol (مرحله شماره 2) می آید، کم می کند.

اختلاف حاصل Ucorr (ولتاژ اصلاحی) توسط تقویت کننده داخلی (مرحله شماره 3) تقویت شده و به موتور الکتریکی تغذیه می شود. موتور می چرخد ​​(مرحله شماره 4) و شفت خروجی سروو و همراه با آن حسگر بازخورد را به شکل یک پتانسیومتر به حرکت در می آورد. با چرخاندن دستگیره پتانسیومتر، ولتاژ تغییر می کند و معلوم می شود که چرخش شفت به ولتاژ Uobr (مرحله شماره 5) تبدیل می شود. این ولتاژ Uobr (دوباره مرحله شماره 2) با ولتاژ Ucontrol مقایسه می شود و تفاوت در فرم Ucorr دوباره به تقویت کننده (مرحله شماره 3) و غیره می رسد. سیگنال در امتداد حلقه بازخورد "راه می رود" تا زمانی که نسبت Ucontrol = Uobr برآورده شود. سپس Ucorr برابر با 0 می شود و موتور متوقف می شود. این زمانی اتفاق می افتد که شفت درایو سروو موقعیتی مطابق با سیگنال کنترل ورودی Supr بگیرد.

بیایید همه آنچه گفته شد را خلاصه کنیم. شفت سروو به صورت مکانیکی به دستگیره پتانسیومتر متصل می شود. به همین دلیل، همراه با چرخش شفت سروو، پتانسیومتر می چرخد، در نتیجه مقاومت آن و ولتاژ خروجی Uobr تغییر می کند. بر این اساس، ولتاژ خروجی از پتانسیومتر Uobr به طور مستقیم به زاویه چرخش سروو بستگی دارد. در همان زمان، سیگنال ورودی Scontrol به درایو سروو با مدت زمان پالس از 0.001 تا 0.002 ثانیه، سطح ولتاژ Ucontrol را تنظیم می کند، که زاویه ای را که شفت سروو باید بچرخد، تعیین می کند. توقف موتور در لحظه ای که شفت سروو دقیقاً در موقعیت مورد نظر قرار دارد با کم کردن سیگنال بازخورد Uobr از سیگنال Ucontrol حاصل می شود. و آمپلی فایر مرحله شماره 3 لازم است تا ولتاژ تقویت شده به الکتروموتور اعمال شود و موتور در سریع ترین زمان ممکن محور سروو را به موقعیت از پیش تعیین شده حرکت دهد.

نمونه های کنترل سروو موتور

همانطور که در بالا ذکر شد، PWM با پارامترهای خاص برای کنترل سروموتور استفاده می شود. شما می توانید چنین PWM را به روش های مختلف تولید کنید. بیایید برخی از آنها را نشان دهیم.

1. کنترل سروو موتور توسط تایمر 555 . تراشه تایمر 555 می تواند به عنوان یک تولید کننده پالس عمل کند (برای اطلاعات بیشتر در مورد این تراشه، مقاله مربوطه را مطالعه کنید). بنابراین، می توان چنین پارامترهایی را برای عملکرد این ریزمدار انتخاب کرد تا پالس های مورد نیاز ما را صادر کند. با تغییر چرخه کاری این پالس ها، یعنی تغییر مدت زمان پالس ها از 0.001 به 0.002 ثانیه، زاویه چرخش شفت سروو را تنظیم می کنیم.

برای پیاده سازی سیگنال PWM، استفاده از مداری با چرخه وظیفه پالس قابل تنظیم در فرکانس ثابت 50 هرتز ضروری است. پارامترهای اجزای موجود در نمودار (شکل 6) به گونه ای انتخاب می شوند که از این شرایط اطمینان حاصل شود. اما برای اینکه سیگنال کنترل تمام شرایط را برآورده کند، باید معکوس شود. ترانزیستور در مدار برای این لازم است. برای کنترل چرخه کار در محدوده های داده شده، یک پتانسیومتر با حداکثر مقاومت 20 کیلو اهم مورد نیاز است. ما از دو پتانسیومتر 10 کیلو اهم استفاده خواهیم کرد (از آنجایی که چنین پتانسیومترهایی در مجموعه پایه Evolvector Level 1 استفاده می شود، جایی که این مدار به طور کامل توضیح داده شده است. حرکت حرکتی سروو موتور 180 درجه است. در این مورد، هنگام چرخاندن دستگیره یک پتانسیومتر، سروو 90 درجه می چرخد ​​و با چرخش اضافی دیگری - 90 درجه دوم.

شکل 6

با خرید مجموعه Basic سطح 1 Evolvector می توانید این طرح را با جزئیات بیشتر مطالعه و همچنین مونتاژ کنید.

2. کنترل سروو موتور توسط کنترلر. با همچنین می توانید سیگنال PWM مورد نظر را با استفاده از کنترلر تولید کنید. به عنوان مثال، می توانید از یک کنترلر قابل برنامه ریزی در پلتفرم آردوینو استفاده کنید. برای ساده سازی هرچه بیشتر برنامه نویسی الگوریتم کنترل سروموتور (تولید PWM) از برنامه های از پیش نوشته شده ای به نام کتابخانه ها استفاده می شود. کد برنامه پیچیده آنها از کاربر پنهان است، فقط برای فراخوانی توابع مورد نیاز ما با استفاده از دستورات کوتاه هنگام اتصال کتابخانه به برنامه اصلی ما ارائه می شود. همه اینها باعث می شود که کنترل چنین دستگاه هایی مانند سروو موتور، از نظر الگوریتمی پیچیده، بسیار ساده و راحت باشد.

نمودار سیم کشی وطرح (برنامه) کنترل سروو موتور با کنترلر آردوینو در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7

توجه: اتصال مستقیم برق سروموتور به برد مانند مثال ما (شکل 7) نامطلوب است. در شکل، ما یک موتور سروو از دسته "مینی" متصل داریم که جریان های بسیار کمی مصرف می کند، به همین دلیل است که کاملاً عادی کار می کند و مستقیماً از برد تغذیه می شود. یک سروو با اندازه استاندارد به قدرت بیشتری نیاز دارد که می تواند باعث داغ شدن بیش از حد و آسیب به کنترلر شود. موتورها فقط باید به یک منبع تغذیه جداگانه متصل شوند، به خصوص اگر قرار باشد چندین درایو سروو به طور همزمان کنترل شوند.

#عبارتند از<سروو .h>- این دستور به معنای اتصال کتابخانه برای کنترل سروو است. این کتابخانه در سی دی Evolvector که همراه با کیت های سطح 2 ما ارائه می شود گنجانده شده است. همچنین می توانید آن را در اینترنت پیدا کنید و در پوشه "libraries" آردوینو IDE خود قرار دهید.
کتابخانه ای که ما متصل کردیم دارای تعداد زیادی دستور است، ما فقط آنهایی را که در برنامه استفاده می شود در نظر می گیریم.

درایو سروو; اعلان یک متغیر از نوع خاص است. حرکت- این یک متغیر است (ما نام را خودسرانه انتخاب می کنیم). سروونوع متغیر است (نوع خاصی که در کتابخانه پیوندی تعریف شده است). شما می توانید تا 12 متغیر از این نوع را تنظیم کنید، یعنی 12 سروو را کنترل کنید. یعنی با این دستور به برد گفتیم یک سروو داریم که اسمش را گذاشتیم حرکت.
move.attach(9);- این دستور به این معنی است که سروو ( حرکت) به پایه 9 (خروجی) متصل می شود.
move.write(90); - این دستور باعث سرور ( حرکت) به حالت وسط (90 درجه) بچرخانید.
move.write(0); - سروو را در موقعیت 0 درجه قرار می دهد.
dvig.write(180); - سروو را تا موقعیت 180 درجه می چرخاند.

شما می توانید معنی بقیه خطوط در برنامه را در صفحات وب سایت ما بیابید یا از آموزش های ارائه شده بیاموزید.

درایوها و مکانیزم های سروو مجهز به سنسوری هستند که پارامتر خاصی مانند نیرو، موقعیت یا سرعت را نظارت می کند و همچنین یک واحد کنترل در قالب یک دستگاه الکترونیکی. وظیفه این دستگاه حفظ پارامترهای لازم در حالت اتوماتیک در حین کارکرد دستگاه بسته به نوع سیگنال دریافتی از سنسور در بازه های زمانی مشخص می باشد.

دستگاه و کار

سروو درایو با موتورهای الکتریکی معمولی تفاوت دارد زیرا می توان موقعیت دقیق شفت را بر حسب درجه تنظیم کرد. درایوهای سرو به هر درایو مکانیکی گفته می شود که شامل یک سنسور برخی پارامترها و یک واحد کنترل است که قادر است به طور خودکار پارامترهای مورد نیاز مربوط به مقادیر خارجی خاص را حفظ کند.

1 - چرخ دنده های کاهنده
2 - شفت خروجی
3 - بلبرینگ
4 - آستین پایین
5 - پتانسیومتر
6 - برد کنترل
7 - پیچ محفظه
8 - موتور DC
9 - چرخ دنده موتور الکتریکی

برای تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت مکانیکی، لازم است. درایو یک جعبه دنده با موتور الکتریکی است. یک گیربکس برای کاهش سرعت موتور لازم است زیرا سرعت برای کاربرد بسیار زیاد است. گیربکس از محفظه ای تشکیل شده است که در آن شفت هایی با چرخ دنده ها قرار دارند که قادر به تبدیل و انتقال گشتاور هستند.

با راه اندازی و توقف موتور می توان شفت خروجی گیربکس را که به سروو دنده متصل است رانده شد. دستگاه یا مکانیزمی که می خواهید کنترل کنید را می توان به شفت متصل کرد. علاوه بر این، یک سنسور بازخورد برای کنترل موقعیت شفت مورد نیاز است. این سنسور می تواند زاویه فرمان را دوباره به سیگنال جریان الکتریکی تبدیل کند.

چنین سنسوری رمزگذار نامیده می شود. می توان از پتانسیومتر به عنوان رمزگذار استفاده کرد. اگر لغزنده پتانسیومتر چرخانده شود، مقاومت آن تغییر می کند. مقدار این مقاومت با زاویه چرخش پتانسیومتر نسبت مستقیم دارد. بنابراین، امکان دستیابی به نصب مکان خاصی از مکانیسم وجود دارد.

علاوه بر پتانسیومتر، گیربکس و موتور الکتریکی فوق، درایوهای سرو مجهز به یک برد الکترونیکی هستند که سیگنال ورودی مقدار پارامتر خارجی را از پتانسیومتر پردازش می کند، مقایسه می کند و مطابق با نتیجه مقایسه، شروع به کار می کند. یا موتور الکتریکی را متوقف می کند. به عبارت دیگر، این پر کردن الکترونیکی مسئول پشتیبانی از بازخورد منفی است.

سروو درایو توسط سه هادی متصل می شود که دو تای آنها برق موتور الکتریکی را تامین می کند و هادی سوم سیگنال کنترلی را دریافت می کند که برای تنظیم موقعیت محور موتور استفاده می شود.

علاوه بر موتور الکتریکی، مکانیزم دیگری نیز می تواند نقش یک درایو را ایفا کند، به عنوان مثال، یک سیلندر پنوماتیک با میله. سنسورهای چرخش زاویه نیز به عنوان سنسور بازخورد یا. واحد کنترل یک تقویت کننده سروو، یک اینورتر فردی است. همچنین ممکن است دارای یک سنسور سیگنال کنترل باشد.

در صورت لزوم ایجاد ترمز یا شتاب صاف برای جلوگیری از بارهای دینامیکی بیش از حد موتور، مدارهای میکروکنترلر کنترل پیچیده تری انجام می شود که می تواند موقعیت عنصر کار را با دقت بسیار بیشتری کنترل کند. دستگاه درایو برای تنظیم موقعیت هدها در هارد دیسک های کامپیوتر نیز به همین ترتیب ساخته شده است.

انواع سروو

در صورت نیاز به ایجاد کنترل بر روی چندین گروه از درایوهای سروو، از کنترلرهای CNC استفاده کنید که بر روی نمودارها مونتاژ شده اند. قابل برنامه ریزی کنترل کننده های منطقی چنین درایوهای سروو قادر به ارائه گشتاور 50 نیوتن متر با توان حداکثر 15 کیلووات هستند.

همزمانقادر به تنظیم سرعت چرخش موتور الکتریکی با دقت بسیار بالا و همچنین شتاب و زاویه چرخش است. انواع همزمان درایوها می توانند به سرعت به سرعت نامی برسند.

نامتقارن قادر به حفظ دقیق سرعت حتی در سرعت های بسیار پایین.

درایوهای سرو به طور اساسی به دو دسته تقسیم می شوند الکترومکانیکی و الکتروهیدرومکانیکی . درایوهای الکترومکانیکی از یک جعبه دنده و یک موتور الکتریکی تشکیل شده اند. اما عملکرد آنها بسیار کندتر است. در درایوهای الکتروهیدرومکانیکی حرکت با حرکت پیستون در سیلندر ایجاد می شود که در نتیجه سرعت در سطح بسیار بالایی قرار می گیرد.

مشخصات سروو

پارامترهای اصلی که درایوهای سروو را مشخص می کنند را در نظر بگیرید:

• نیروی شفت.این پارامتر گشتاور است. این مهمترین پارامتر سروو است. داده های گذرنامه اغلب چندین مقدار گشتاور را برای مقادیر مختلف ولتاژ نشان می دهد.
• سرعت چرخش نیز یک ویژگی مهم است. بر حسب زمان معادل مورد نیاز برای تغییر موقعیت محور خروجی محرک به میزان 60 درجه مشخص شده است. این پارامتر را می توان برای چندین مقدار ولتاژ نیز مشخص کرد.
• نوع سروو آنالوگ یا دیجیتال
• تغذیه .قسمت اصلی سرووها با ولتاژ 4.8-7.2 ولت کار می کند. برق اغلب از طریق سه هادی تامین می شود: سفید - سیگنال کنترل، قرمز - ولتاژ کاری، سیاه - سیم مشترک.
• زاویه چرخش بزرگترین زاویه ای است که شفت خروجی می تواند بچرخد. اغلب این پارامتر برابر با 180 یا 360 درجه است.
• چرخش ثابت . در صورت لزوم، سروو معمولی را می توان برای چرخش ثابت ارتقا داد.
• مواد تولیدی گیربکس های سروو می توانند متفاوت باشند: کربن، فلز، پلاستیک یا ترکیب ترکیبی. چرخ دنده های ساخته شده از پلاستیک بارهای ضربه ای را تحمل نمی کنند، اما مقاومت در برابر سایش بالایی دارند. چرخ دنده های کربنی بسیار قوی تر از چرخ دنده های پلاستیکی هستند، اما گران هستند. چرخ دنده های فلزی قادر به تحمل بارهای قابل توجه، سقوط هستند، اما مقاومت در برابر سایش پایینی دارند. شفت خروجی گیربکس در مدل های مختلف به طور متفاوتی نصب می شود: روی آستین ها یا روی بلبرینگ ها.

مزایای

• طراحی سبک و آسان برای نصب.
• قابلیت اطمینان و قابلیت اطمینان، که برای دستگاه های حیاتی مهم است.
• در حین کار صدا ایجاد نکنید.
• دقت و نرمی حرکت حتی در سرعت های پایین نیز حاصل می شود. بسته به کار، وضوح می تواند توسط کارگر تنظیم شود.

معایب

• مشکل در تنظیم.
• افزایش هزینه.

کاربرد

درایوهای سروو در حال حاضر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، آنها در ابزار دقیق مختلف، ربات های صنعتی، ماشین های تولید برد مدار، ماشین های CNC، شیرهای مختلف و شیرهای دروازه ای استفاده می شوند.

محبوب ترین آنها درایوهای پرسرعت در تجارت مدل سازی هواپیما بود. سروو موتورها از مزیت مصرف انرژی الکتریکی کارآمد و همچنین حرکت یکنواخت برخوردار هستند.

در ابتدای ظهور سروموتورها، از موتورهای سه قطبی کلکتور با سیم پیچی روی روتور و با آهنرباهای دائمی روی استاتور استفاده می شد. علاوه بر این، در طراحی موتور یک واحد با کلکتور و برس وجود داشت. علاوه بر این، با پیشرفت تکنولوژی، تعداد سیم‌پیچ‌های موتور به پنج افزایش یافت و گشتاور و سرعت شتاب افزایش یافت.

مرحله بعدی در توسعه سروموتورها قرار گرفتن سیم پیچ ها در خارج از آهنرباها بود. این باعث کاهش جرم روتور، کاهش زمان شتاب می شود. در همان زمان، هزینه موتور افزایش یافت. در نتیجه طراحی بیشتر سروموتورها، تصمیم گرفته شد از حضور جمع کننده در دستگاه موتور صرف نظر شود. موتورهایی با آهنربای دائمی روتور شروع به استفاده کردند. موتور بدون جاروبک شده است، بازده آن به دلیل افزایش گشتاور، سرعت و شتاب افزایش یافته است.

اخیراً سروموتورهایی که توسط یک کنترلر قابل برنامه ریزی (Arduino) تغذیه می شوند، محبوب ترین ها شده اند. در نتیجه، فرصت های بزرگی برای طراحی ماشین ابزار دقیق، رباتیک، ساخت هواپیما (کوادکوپتر) باز شده است.

از آنجایی که درایوهای موتور بدون کموتاتور دارای عملکرد بالا، کنترل دقیق، راندمان بالا هستند، اغلب در تجهیزات صنعتی، لوازم خانگی (جاروبرقی های قدرتمند با فیلتر) و حتی اسباب بازی های کودکان استفاده می شود.

گرمایش سروو

در مقایسه با تنظیم مکانیکی سیستم گرمایش، سرو موتورهای الکتریکی پیشرفته ترین و پیشرفته ترین دستگاه های فنی هستند که حفظ پارامترهای گرمایش فضا را تضمین می کنند.

1 - منبع تغذیه
2 - ترموستات اتاق
3 - بلوک سوئیچینگ
4 - سرو موتورها
5 - منیفولد تامین
6 - دور زدن
7 - کف آب گرم
8 - منیفولد برگشتی
9 - سنسور دمای آب
10 - پمپ دایره ای
11 - شیر توپی
12 - شیر کنترل
13 - شیر ترموستاتیک دو طرفه

درایو سیستم گرمایش همراه با یک ترموستات نصب شده بر روی دیوار کار می کند. یک شیر الکتریکی روی لوله تامین مایع خنک کننده، در مقابل کلکتور کف آب گرم نصب شده است. سپس منبع تغذیه 220 ولت وصل شده و ترموستات حالت کار تنظیم می شود.

سیستم کنترل مجهز به دو سنسور است. یکی از آنها روی زمین و دیگری در داخل خانه قرار دارد. سنسورها سیگنال‌ها را به ترموستاتی ارسال می‌کنند که سرووی متصل به شیر را کنترل می‌کند. می توانید دقت تنظیم را با نصب یک دستگاه اضافی در خارج از اتاق افزایش دهید، زیرا شرایط آب و هوایی دائما در حال تغییر است و بر دمای اتاق تأثیر می گذارد.

محرک به صورت مکانیکی به شیر متصل می شود تا آن را کنترل کند. شیرها می توانند دو طرفه یا سه طرفه باشند. شیر دو طرفه می تواند دمای آب در سیستم را تغییر دهد. شیر سه طرفه قادر است دما را ثابت نگه دارد، اما مصرف آب گرمی که به مدارها عرضه می شود را تغییر می دهد. دستگاه شیر سه طرفه دارای دو ورودی آب گرم (لوله های تغذیه) و خروجی آب برگشتی است که آب مخلوط با دمای از پیش تعیین شده از طریق آن تامین می شود.

اختلاط آب به وسیله دریچه صورت می گیرد. در عین حال، تامین مایع خنک کننده به کلکتورها تنظیم می شود. هنگامی که یک ورودی باز می شود، دیگری شروع به بسته شدن می کند و جریان آب در خروجی تغییر نمی کند.

سرووهای تنه

در حال حاضر، خودروهای مدرن اغلب با عملکرد باز کردن اتوماتیک صندوق عقب تولید می شوند. برای این منظور از طراحی سروو درایو در نظر گرفته شده توسط ما استفاده می شود. خودروسازان برای تجهیز خودرو به این ویژگی از دو روش استفاده می کنند.

البته درایو پنوماتیک صندوق عقب قابل اعتمادتر است، اما هزینه آن بسیار بالا است، بنابراین این درایو در خودروها کاربرد پیدا نکرده است.

درایو الکتریکی با روش های مختلف کنترل انجام می شود:

• دسته روی درب صندوق عقب.
• دکمه روی پانل درب راننده.
• از کنسول زنگ.

باز کردن صندوق عقب به صورت دستی همیشه راحت نیست. به عنوان مثال، در زمستان قلعه تمایل به یخ زدن دارد. سروو علاوه بر این عملکرد محافظت از خودرو را در برابر نفوذ شخص دیگری انجام می دهد، زیرا با دستگاه قفل ترکیب می شود.

چنین درایوهای صندوق عقب در برخی از خودروهای وارداتی استفاده می شود، اما در صورت تمایل می توان چنین مکانیزمی را روی خودروهای داخلی نصب کرد.

درایوهای صندوق عقب با صفحات مغناطیسی وجود دارد، اما آنها کاربردی پیدا نکرده اند، زیرا دستگاه آنها بسیار پیچیده است.

مقرون به صرفه ترین سرووهای صندوق عقب هستند که فقط باز می شوند. عملکرد بسته شدن برای آنها در دسترس نیست. همچنین می توانید طرح مدل درایو را انتخاب کنید که دارای مکانیزم اینرسی است. هنگامی که مانعی در حین حرکت تنه ظاهر می شود نقش مسدود کننده را ایفا می کند.

مدل‌های سروو گران‌قیمت شامل مکانیزم بالا و پایین‌کردن صندوق عقب، مکانیزم قفل کردن نزدیک‌تر، سنسورها و کنترل‌کننده هستند. معمولاً آنها روی اتومبیل ها در کارخانه نصب می شوند ، اما سازه های ساده را می توان به طور مستقل نصب کرد.

ماشین های الکتریکی به طور گسترده در نیروگاه ها، در صنعت، در حمل و نقل، در هوانوردی، در سیستم های تنظیم و کنترل خودکار و در زندگی روزمره استفاده می شود. ماشین های الکتریکی انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی و بالعکس انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. ماشینی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند ژنراتور نامیده می شود. تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی توسط موتورها انجام می شود.

اصل کار ماشین های الکتریکی مبتنی بر استفاده از قوانین القای الکترومغناطیسی و نیروهای الکترومغناطیسی است. اگر رسانایی در میدان مغناطیسی قطب های آهنرباهای دائمی یا آهنرباهای الکتریکی قرار گیرد و تحت تأثیر نیروی F1 حرکت کند، یک E.D.S. برابر با: E \u003d B l v، جایی که B القای مغناطیسی در محلی است که هادی قرار دارد، l طول فعال هادی است (آن قسمت از آن که در میدان مغناطیسی است)، v سرعت هادی در میدان مغناطیسی

اگر این هادی به هر گیرنده انرژی بسته شود، در یک مدار بسته تحت عمل E.D.S. یک جریان منطبق در جهت E.D.S جریان خواهد داشت. در هادی در نتیجه برهم کنش جریان I در هادی با میدان مغناطیسی قطب ها، نیروی الکترومغناطیسی Fe ایجاد می شود که جهت آن با قانون دست چپ تعیین می شود. این نیرو به سمت نیرویی که هادی را در میدان مغناطیسی حرکت می دهد هدایت می شود. اگر نیروها برابر باشند، F1 = Fe، هادی با سرعت ثابت حرکت می کند. در نتیجه، در چنین ماشین الکتریکی ساده ای، انرژی مکانیکی که برای حرکت هادی صرف می شود، به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که به مقاومت یک گیرنده انرژی خارجی داده می شود، یعنی ماشین به عنوان یک ژنراتور کار می کند.

همان ماشین الکتریکی ساده را می توان با یک موتور حرکت داد. اگر جریانی از یک منبع خارجی انرژی الکتریکی از یک هادی عبور داده شود، در نتیجه برهمکنش جریان در هادی با میدان مغناطیسی قطب ها، نیروی الکترومغناطیسی Re ایجاد می شود که تحت تأثیر آن هادی شروع به حرکت در یک میدان مغناطیسی می کند و بر نیروی ترمز هر گیرنده انرژی مکانیکی غلبه می کند. بنابراین، ماشین در نظر گرفته شده، مانند هر ماشین الکتریکی، برگشت پذیر است، یعنی می تواند هم به عنوان ژنراتور و هم به عنوان موتور کار کند.

برای افزایش E.D.S. و نیروهای الکترومکانیکی، ماشین‌های الکتریکی با سیم‌پیچ‌هایی متشکل از تعداد زیادی سیم که به هم متصل هستند عرضه می‌شوند تا E.D.S. آنها یک جهت داشتند و تا شده بودند. E.D.S. در هادی نیز در حالتی که هادی ساکن است و میدان مغناطیسی قطب ها حرکت می کند، القا می شود.

موتورهای آسنکرون رایج ترین ماشین های الکتریکی هستند. آنها عمدتاً به عنوان موتورهای الکتریکی استفاده می شوند و تبدیل کننده اصلی انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی هستند.

یک موتور ناهمزمان دارای یک استاتور (قطع ثابت) و یک روتور (قسمت متحرک) است که توسط یک شکاف هوا از هم جدا شده اند، روتور روی یاتاقان ها نصب می شود. اجزای فعال سیم پیچ هستند. تمام قسمت های دیگر ساختاری هستند و استحکام، صلبیت، خنک کننده، چرخش و غیره لازم را فراهم می کنند.

با توجه به طراحی روتور، ماشین های ناهمزمان به دو نوع اصلی تقسیم می شوند: با روتور قفس سنجابی و با روتور فاز. هر دو نوع طراحی استاتور یکسان دارند و فقط در طراحی سیم پیچ روتور متفاوت هستند. مدار مغناطیسی روتور مشابه مدار مغناطیسی استاتور - ساخته شده از فولاد الکتریکی و چند لایه ساخته شده است. روتور فاز زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد گشتاور راه اندازی زیاد باشد. جریانی به روتور وارد می شود و در نتیجه یک شار مغناطیسی از قبل برای ایجاد یک لحظه تولید می شود.

ولتاژی به سیم‌پیچ‌های استاتور اعمال می‌شود که تحت تأثیر آن جریانی از این سیم‌پیچ‌ها عبور می‌کند و یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌کند. میدان مغناطیسی روی میله‌های روتور اثر می‌کند و طبق قانون القای مغناطیسی، جریان الکتریکی ایجاد می‌شود، زیرا شار مغناطیسی عبوری از مدار بسته روتور تغییر می‌کند. جریان در میله های روتور میدان مغناطیسی خود را از میله ها ایجاد می کند که با میدان مغناطیسی دوار استاتور در تعامل است. در نتیجه روی هر میله نیرویی وارد می شود که با جمع شدن اطراف محیط، یک گشتاور الکترومغناطیسی چرخشی برای روتور ایجاد می کند، زیرا جریان القایی که در مدار بسته روتور ایجاد می شود دارای جهتی است که میدان مغناطیسی که ایجاد می کند، تغییر در شار مغناطیسی ایجاد شده در جریان را خنثی می کند. از این رو، چرخش رخ می دهد.

سرعت روتور نمی تواند به سرعت میدان مغناطیسی برسد، زیرا در این حالت سرعت زاویه ای چرخش میدان مغناطیسی نسبت به سیم پیچ روتور برابر با صفر می شود، میدان مغناطیسی دیگر القای E.D.S را در سیم پیچ روتور متوقف می کند. و به نوبه خود گشتاور ایجاد می کند.

موتورهای سنکرون

موتور سنکرون هیچ تفاوت اساسی در طراحی با موتورهای ناهمزمان ندارد. یک سیم پیچ سه فاز روی استاتور یک موتور سنکرون قرار می گیرد، هنگامی که به یک شبکه جریان متناوب سه فاز متصل می شود، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می شود که تعداد دور آن در دقیقه n = 60f/p است، که در آن، f فرکانس ولتاژ منبع تغذیه درایو است. یک سیم پیچ تحریک روی روتور موتور قرار می گیرد که به شبکه منبع DC متصل است. یا روتور از آهنربای دائمی ساخته شده است. جریان تحریک شار مغناطیسی قطب ها را ایجاد می کند یا در مورد آهنربای دائمی، شار مغناطیسی از قبل ایجاد شده است. میدان مغناطیسی دوار ایجاد شده توسط جریان های سیم پیچ استاتور، قطب های روتور را با خود می کشاند. در این حالت، روتور فقط می تواند با سرعت سنکرون، یعنی با سرعتی برابر با سرعت چرخش میدان استاتور، بچرخد. بنابراین، اگر فرکانس جریان اصلی بدون تغییر باشد، سرعت یک موتور سنکرون کاملاً ثابت است.

مزیت موتورهای سنکرون حساسیت کمتر به تغییرات ولتاژ تغذیه نسبت به موتورهای آسنکرون است. برای موتورهای سنکرون، گشتاور متناسب با ولتاژ شبکه به توان اول است، در حالی که برای موتورهای آسنکرون، مجذور ولتاژ است. گشتاور یک موتور سنکرون در نتیجه برهمکنش میدان مغناطیسی استاتور با میدان مغناطیسی قطب ها ایجاد می شود. فقط شار مغناطیسی میدان استاتور به ولتاژ تغذیه بستگی دارد.

موتورهای پله ای

موتورهای پله‌ای دستگاه‌های الکترومکانیکی هستند که سیگنال کنترل را به حرکت زاویه‌ای (یا خطی) روتور با ثابت کردن آن در یک موقعیت معین بدون دستگاه‌های بازخورد تبدیل می‌کنند. در واقع، استپر موتور سنکرون است، اما در رویکرد کنترل متفاوت است. رایج ترین را در نظر بگیرید.

	موتورهای آهنربای دائمی موتورهای آهنربای دائم از یک استاتور که دارای سیم پیچی است و یک روتور حاوی آهنرباهای دائمی تشکیل شده است. قطب های متناوب روتور دارای شکل مستطیلی و موازی با محور موتور هستند. با توجه به مغناطیس شدن روتور، چنین موتورهایی شار مغناطیسی بیشتر و در نتیجه گشتاور بیشتری نسبت به موتورهای با مقاومت مغناطیسی متغیر ایجاد می کنند. چنین موتوری دارای اندازه پله 30 درجه است. هنگامی که جریان در یکی از سیم پیچ ها روشن می شود، روتور تمایل به گرفتن موقعیتی دارد که در آن قطب های مخالف روتور و استاتور در مقابل یکدیگر قرار دارند. برای اجرای چرخش مداوم، باید فازها را به طور متناوب روشن کنید. در عمل، موتورهای آهنربای دائم معمولاً 48-24 پله در هر دور (زاویه گام 7.5-15 درجه) دارند. موتورهای آهنربای دائم در معرض EMF عقب هستند. در کنار روتور، که حداکثر سرعت را محدود می کند.
	موتورهای هیبریدی آنها گران تر از موتورهای آهنربای دائم هستند، اما پله های کوچکتر، گشتاور بیشتر و سرعت بیشتری را ارائه می دهند. تعداد معمولی مراحل در هر دور برای موتورهای هیبریدی بین 100 تا 400 است (زاویه گام 3.6-0.9 درجه). روتور یک موتور هیبریدی دارای دندانه هایی است که در جهت محوری قرار گرفته اند. روتور به دو قسمت تقسیم می شود که بین آنها یک آهنربای دائمی استوانه ای قرار دارد. بنابراین، دندانه های نیمه بالایی روتور قطب شمال و دندانه های نیمه پایینی جنوب هستند. علاوه بر این، نیمه بالایی و پایینی روتور نسبت به یکدیگر به اندازه نصف زاویه گام دندانه ها می چرخند. تعداد جفت قطب های روتور برابر است با تعداد دندانه های یکی از نیمه های آن. قطعات قطب دندانه دار روتور، مانند استاتور، از صفحات جداگانه برای کاهش تلفات جریان گردابی مونتاژ می شوند. استاتور موتور هیبریدی نیز دندانه‌دار است و تعداد زیادی قطب معادل بر خلاف قطب‌های اصلی که سیم‌پیچ‌ها در آن قرار دارند ارائه می‌کند. معمولا 4 قطب اصلی برای موتورهای 3.6 درجه و 8 قطب اصلی برای موتورهای 1.8-0.9 درجه استفاده می شود. دندانه های روتور مقاومت کمتری در برابر مدار مغناطیسی در موقعیت های خاصی از روتور ایجاد می کنند که باعث بهبود گشتاور استاتیکی و دینامیکی می شود. این امر با چیدمان مناسب دندان‌ها تضمین می‌شود، زمانی که بخشی از دندان‌های روتور کاملاً در مقابل دندان‌های استاتور قرار می‌گیرد و بخشی بین آنها قرار دارد. رابطه بین تعداد قطب های روتور، تعداد قطب های استاتور معادل و تعداد فازها زاویه گام S موتور را تعیین می کند: S = 360/(Nph × Ph) = 360/N، که در آن Nph تعداد قطب های معادل در هر فاز، برابر با تعداد قطب های روتور است. Ph - تعداد فازها، N تعداد کل قطب ها برای همه فازها با هم است.
	سروو سروو درایو - نام کلی یک درایو، همزمان، ناهمزمان یا هر نوع دیگری، با بازخورد منفی در مورد موقعیت، گشتاور و سایر پارامترها، که به شما امکان می دهد پارامترهای حرکت را با دقت کنترل کنید. سروو درایو مجموعه ای از وسایل فنی است. ترکیب سروو درایو: یک درایو - به عنوان مثال، یک موتور الکتریکی، یک سنسور بازخورد - به عنوان مثال، یک سنسور برای زاویه چرخش شفت خروجی گیربکس (رمزگذار)، یک منبع تغذیه و واحد کنترل (آن همچنین یک مبدل فرکانس \ تقویت کننده سروو \ اینورتر \ سرو درایو است. قدرت موتور: از 0.05 تا 15 کیلو وات. مفهوم "موتور رفت و برگشتی" وجود دارد. اینها فقط نام هایی برای موتور هستند که از طریق "سوپاپ ها" - کلیدها، سوئیچ ها و غیره عناصر سوئیچینگ کنترل می شوند. "شیرهای" مدرن ترانزیستورهای IGBT هستند که در واحدهای کنترل درایو استفاده می شوند. هیچ تفاوت ساختاری وجود ندارد. مزیت اصلی درایوهای سروو وجود بازخورد است که به لطف آن چنین سیستمی می تواند دقت موقعیت یابی را در سرعت های بالا و گشتاور بالا حفظ کند. این سیستم همچنین با اینرسی کم و عملکرد دینامیکی بالا متمایز می شود، به عنوان مثال، زمان تعویض از -3000 دور در دقیقه به 3000 دور در دقیقه فقط 0.1 ثانیه است. واحدهای کنترل مدرن محصولاتی با تکنولوژی بالا با سیستم کنترل پیچیده هستند و تقریباً می توانند هر کاری را انجام دهند. ما ویژگی های سیستم درایو سروو را بر اساس درایوهای سرو دلتا elc در نظر خواهیم گرفت. سری جعبه کنترل ASDA-Aو موتور 400 وات همانطور که می بینید، حفظ گشتاور در کل محدوده سرعت خطی است. این امر با استفاده از یک موتور سنکرون با کیفیت بالا به دست می آید. مقدار مرحله حرکت با وضوح سنسور بازخورد، رمزگذار و همچنین واحد کنترل تعیین می شود. سرووهای استاندارد می توانند یک گام 0.036 درجه یعنی 1/10000 دور را ارائه دهند و این در سرعت های تا 5000 دور در دقیقه است. مدرن ترین سرووها یک مرحله 1/2,500,000 کار می کنند.

قابلیت اطمینان	موتورهای پله ای بسیار قابل اعتماد هستند زیرا در طراحی آنها هیچ قطعه سایشی وجود ندارد. عمر کاری موتور فقط به عمر یاتاقان های استفاده شده در آن بستگی دارد.	اکثر سروو درایوهای مدرن بدون جاروبک از سازندگان معروف (Mitsubishi، Siemens، Omron، Delta) بسیار قابل اعتماد هستند، گاهی اوقات با قابلیت اطمینان موتورهای پله ای قابل مقایسه هستند، حتی اگر سروو درایو بسیار پیچیده تر باشد.
اثر از دست دادن مراحل	تمام موتورهای پله ای دارای ویژگی ذاتی افت گام هستند. این اثر در برخی جابجایی های کنترل نشده مسیر ابزار از مسیر مورد نیاز آشکار می شود. در ساخت قطعات ساده با مسیر ابزار کوتاه و نیازمندی های کم برای محصول، در اکثر موارد می توان از این تاثیر صرف نظر کرد. اما هنگام پردازش محصولات پیچیده (قالب ها، نخ ها و غیره) که طول مسیر می تواند به کیلومترها برسد!، این تأثیر در بیشتر موارد منجر به ازدواج غیرقابل جبران می شود. این اثر زمانی خود را نشان می دهد که از ویژگی های مجاز موتور فراتر رود، زمانی که موتور به درستی کنترل نمی شود، و همچنین زمانی که "مشکلات" با مکانیک وجود دارد. استفاده از فن آوری های مدرن برای کنترل موتورهای پله ای، با استفاده از الکترونیک مدرن، به شما این امکان را می دهد که این اثر را کاملاً از بین ببرید، اما هزینه آن افزایش می یابد.	اثر از دست دادن مراحل در سرووها کاملاً وجود ندارد. زیرا هر سروو درایو دارای یک سنسور موقعیت (رمزگذار) است که دائماً موقعیت روتور موتور را کنترل می کند و در صورت لزوم دستورات تصحیح موقعیت را صادر می کند که بر اساس آن الکترونیک کنترل پس از تجزیه و تحلیل داده های دریافتی از رمزگذار، انکودر را تولید می کند. سیگنال های کنترلی لازم به موتور این مکانیسم بازخورد نامیده می شود.
سرعت سفر	هنگام استفاده از موتورهای پله ای در درایوهای تغذیه در ماشین های CNC، می توانید به سرعت 150-300 میلی متر در ثانیه (گاهی اوقات بیشتر، اما این در حال حاضر "عجیب" است. در حداکثر سرعت و زمانی که بار مجاز بیش از حد مجاز است، اثر از دست دادن مراحل ممکن است.	درایوهای تغذیه ابزارهای CNC مبتنی بر سروو موتورها امکان دستیابی به سرعت های بالا را فراهم می کند. سرعت بیکار 0.5-1 متر بر ثانیه برای درایوهای سروو طبیعی است.
دقت دینامیک (دقت دینامیک - حداکثر انحراف مسیر ابزار واقعی از برنامه ریزی شده)	دقت دینامیک یک ویژگی تعیین کننده در هنگام ماشینکاری محصولات پیچیده کانتور (قالب ها، رزوه ها و غیره) است. استپر موتورها با دقت دینامیکی بالا مشخص می شوند که نتیجه اصول عملکرد یک موتور پله ای است. معمولاً در مکانیک های خوب، عدم تطابق از 20 میکرومتر (1 میکرومتر = 0.001 میلی متر) تجاوز نمی کند.	سرووهای با کیفیت بالا دارای دقت دینامیکی بالا تا 1-2 میکرون و بالاتر هستند! (1 میکرومتر = 0.001 میلی متر). برای به دست آوردن دقت دینامیکی بالا، لازم است از درایوهای سروو طراحی شده برای کنترل کانتور استفاده شود، که با دقت یک مسیر معین را مشخص می کند.
قیمت	موتورهای پله ای از آهنرباهای خاکی کمیاب گران قیمت استفاده می کنند و روتور و استاتور با دقت دقیقی تولید می شوند و بنابراین در مقایسه با موتورهای الکتریکی صنعتی عمومی، موتورهای پله ای گران تر هستند.	استفاده از سنسور موقعیت روتور گران قیمت و همچنین استفاده از یک واحد کنترل نسبتاً پیچیده، هزینه قابل توجهی بالاتری نسبت به موتور پله ای دارد.
هزینه سیستم های ایجاد گشتاور 2 نیوتن متر	موتور پله ای هیبریدی با پله 1.8 درجه - 12000 روبل.	با یک رمزگذار رانندگی کنید که یک مرحله 0.036 درجه را ارائه می دهد، حداکثر سرعت 3000 دور در دقیقه - 12704 روبل.
	واحد کنترل - 9 600 روبل.	واحد کنترل - 13000 روبل.
قابلیت نگهداری	در موتور پله ای فقط سیم پیچ استاتور ممکن است از کار بیفتد و فقط سازنده موتور می تواند آن را تعویض کند، زیرا اگر موتور حتی از هم جدا و دوباره مونتاژ شود دیگر کار نمی کند! زیرا هنگام جداسازی موتور، مدارهای مغناطیسی داخل موتور شکسته شده و آهنرباها مغناطیس زدایی می شوند. بنابراین پس از مونتاژ موتور لازم است آهن رباهای داخلی را در یک تاسیسات مخصوص مغناطیس کنید.	سروو موتور آسیب دیده در اکثر موارد راحت تر از تعمیر است. تعمیرات عمدتاً فقط برای موتورهای قدرتمند انجام می شود که هزینه بسیار بالایی دارند.
برخورد با مانع	برخورد قطعات متحرک دستگاه با مانع که در نتیجه استپر موتور متوقف می شود، آسیبی به آن وارد نمی کند.	در یک ماشین مبتنی بر سرو، هنگامی که قطعات متحرک با یک مانع برخورد می کنند، الکترونیک کنترل تعیین می کند که افزایش بار رخ داده است و برای جبران بار افزایش یافته، سطح جریان عرضه شده به موتور را افزایش می دهد. در حالت توقف کامل، حداکثر جریان به سروموتور عرضه می شود. بنابراین، اگر الکترونیک کنترل چنین وضعیتی را کنترل نکند، احتراق موتور امکان پذیر است.
مزایای	قابلیت اطمینان بالا قیمت نسبتا پایین	عملکرد پویا بالا بدون اثر از دست دادن پله ظرفیت اضافه بار بالا
معایب	افت گشتاور در سرعت بالا قابلیت نگهداری کم امکان افکت افت پله	قیمت بالا، نتیجه استفاده از یک سیستم کنترل پیچیده قابلیت نگهداری کم نیاز به نگرش دقیق تری نسبت به موتور دارد

نتیجه:سروو درایو و استپر موتور رقیب نیستند، اما هر کدام جایگاه خاص خود را دارند. بیایید آنها را بر اساس بازار دستگاه های CNC مقایسه کنیم. استفاده از موتورهای پله ای برای استفاده در ماشین های CNC ارزان (در رده قیمت تا 10-12 هزار تومان) که برای پردازش چوب، پلاستیک، نئوپان، ام دی اف، فلزات سبک و سایر مواد با سرعت متوسط ​​طراحی شده اند، کاملاً توجیه شده است.

استفاده از درایوهای سروو باکیفیت در تجهیزات با کارایی بالا که معیار اصلی آن عملکرد است، ضروری است. تنها "معایب" سروو خوب هزینه بالای آن است. به عنوان مثال یک دستگاه ATS-760 با درایوهای پله ای 11000 دلار قیمت دارد و همان مدل اما با درایوهای سروو 17500 دلار قیمت دارد. با این حال، امکان به دست آوردن کنترل بسیار پایدار یا دقیق، طیف گسترده ای از کنترل سرعت، ایمنی بالای نویز، اندازه و وزن کوچک اغلب عوامل تعیین کننده برای کاربرد آنها هستند. با به دست آوردن همان ویژگی ها از درایو سروو و هزینه پله آنها، آنها متناسب با رهبری بدون ابهام سروو درایو خواهند شد.

استپر موتور چیست و چگونه کار می کند؟

موتور پله ای یک موتور بدون جاروبک سنکرون با سیم پیچ های متعدد است که در آن جریان اعمال شده به یکی از سیم پیچ های استاتور باعث قفل شدن روتور می شود. فعال سازی متوالی سیم پیچ های موتور باعث حرکات زاویه ای (مراحل) گسسته روتور می شود.

موتورهای پله ای را می توان به گروه موتورهای DC بدون جاروبک نسبت داد. موتورهای پله ای دارای قابلیت اطمینان بالا و عمر طولانی هستند که به آنها امکان استفاده در کاربردهای صنعتی را می دهد. با افزایش سرعت موتور، گشتاور کاهش می یابد.
موتورهای پله ای ارتعاش بیشتری نسبت به انواع دیگر موتورها ایجاد می کنند زیرا پله گسسته تمایل دارد روتور را از یک موقعیت به موقعیت دیگر بچسباند. به همین دلیل استپر موتور در حین کار بسیار پر سر و صدا می شود. لرزش می تواند بسیار قوی باشد که می تواند باعث از دست دادن گشتاور موتور شود. این به این دلیل است که شفت در یک میدان مغناطیسی قرار دارد و مانند فنر عمل می کند. موتورهای پله ای بدون بازخورد کار می کنند، یعنی از رمزگذار یا حل کننده برای تعیین موقعیت استفاده نمی کنند.
انواع:
چهار نوع اصلی استپر موتور وجود دارد:

• موتورهای پله ای آهنربای دائمی
• موتور پله ای هیبریدی
• موتورهای رلوکتانس متغیر
• موتورهای پله ای دوقطبی و تک قطبی

مزایای موتور پله ای:

• پایدار در کار
• در طیف گسترده ای از بارها و سرعت های اصطکاکی و اینرسی کار می کند، سرعت متناسب با فرکانس پالس های ورودی است.
• نیازی به بازخورد نیست
• بسیار ارزان تر از انواع دیگر موتورها
• یاتاقان ها تنها مکانیزم سایش هستند، به همین دلیل عمر طولانی دارند.
• گشتاور عالی در سرعت های پایین یا صفر
• می تواند بارهای سنگین را بدون استفاده از گیربکس تحمل کند
• موتور در اثر اضافه بار مکانیکی آسیب نمی بیند
• قابلیت شروع سریع، توقف، معکوس کردن

مزیت اصلی درایوهای پله ای دقت است. هنگامی که پتانسیل ها به سیم پیچ ها اعمال می شود، استپر موتور به شدت در یک زاویه خاص می چرخد. یک درایو پله‌ای، که می‌توان آن را با یک جایگزین ارزان قیمت برای درایو سروو مقایسه کرد، برای اتوماسیون اجزا و سیستم‌های جداگانه که در آن دینامیک بالا مورد نیاز نیست، بهترین گزینه است.

معایب استپر موتور:

• مصرف انرژی ثابت، حتی با کاهش بار و بدون بار
• استپر موتور دارای رزونانس است
• با توجه به عدم وجود بازخورد، می توانید موقعیت حرکت را از دست بدهید.
• افت گشتاور در سرعت بالا
• قابلیت نگهداری کم

کاربرد.
موتورهای پله ای کاربردهای گسترده ای در مهندسی مکانیک، ماشین ابزار CNC، فناوری کامپیوتر، ماشین های بانکی، تجهیزات صنعتی، خطوط تولید، تجهیزات پزشکی و غیره دارند.

سروو موتور چیست و چگونه کار می کند:

سروو موتوربه دو دسته براش (کلکتور) و بدون برس (بدون کلکتور) تقسیم می شوند. سروموتورهای براشی (کلکتوری) می توانند جریان مستقیم باشند، بدون کلکتور سروموتورها می توانند جریان مستقیم و متناوب باشند. سرو موتورهای برس دار (کلکتور) هر 5000 ساعت یک عیب دارند، برس ها نیاز به تعویض دارند. سروو موتورها همیشه بازخورد دارند، می تواند رمزگذار یا حل کننده باشد. برای دستیابی به سرعت مورد نظر یا به دست آوردن زاویه چرخش مورد نظر، بازخورد لازم است. در موارد بارهای زیاد و اگر سرعت کمتر از مقدار لازم باشد، جریان تا زمانی که سرعت به مقدار مورد نظر برسد افزایش می یابد، اگر سیگنال سرعت نشان دهد که سرعت بیشتر از حد لازم است، جریان کاهش می یابد. هنگام استفاده از بازخورد موقعیت، پس از نزدیک شدن روتور موتور به موقعیت زاویه ای مورد نظر، می توان از سیگنال موقعیت برای متوقف کردن موتور استفاده کرد.
سروموتور AC- موتور AC در قیمت گذاری، یک موتور AC ارزان تر از یک موتور DC است. این موتورها با توجه به اصل کارکرد به دو دسته موتورهای سنکرون و آسنکرون و موتورهای کلکتور تقسیم می شوند.
در موتورهای AC سنکرون، روتور و میدان مغناطیسی به طور همزمان با همان سرعت و در جهت استاتور می چرخند و در موتورهای ناهمزمان AC، روتور خارج از سنکرون با میدان مغناطیسی می چرخد. در موتور آسنکرون به دلیل عدم وجود کلکتور (برس) با تغییر فرکانس و ولتاژ سرعت تنظیم می شود.

سروو موتور DCب - موتور DC.
سروو موتورهای DC به دلیل کیفیت دینامیکی خود می توانند به عنوان درایو پیوسته استفاده شوند. سروو موتورهای DC می توانند به طور مداوم در شروع، توقف و در هر دو جهت چرخش کار کنند. چرخش ها و گشتاور توسعه یافته را می توان با تغییر مقدار ولتاژ تغذیه یا پالس تغییر داد.

مزایای سروموتورها:

• با موتورهای کوچک می توان قدرت بالایی به دست آورد
• محدوده قدرت بزرگ
• موقعیت از طریق استفاده از بازخورد ردیابی می شود
• گشتاور بالا نسبت به اینرسی
• قابلیت شتاب و کاهش سرعت سریع
• سرعت بالا، گشتاور بالا
• حد مجاز صدا در سرعت های بالا
• فقدان کامل رزونانس و ارتعاش
• دقت موقعیت یابی
• طیف گسترده ای از کنترل سرعت.
• دقت سرعت و پایداری گشتاور.
• ممان استاتیکی بالا Mo با سرعت صفر.
• ظرفیت اضافه بار بالا: Mmax تا 3.5Mo، Imax تا 4Io
• زمان‌های شتاب و کاهش سرعت کوتاه، شتاب زیاد (معمولاً > 5 متر بر ثانیه).
• لحظه اینرسی کوچک موتور، وزن کم، اندازه فشرده.

مثال عملکرد موتور:
در این مثال به شما می گویم که سروو موتور چگونه کار می کند. پس از اینکه برنامه کنترلی را تولید کردید، در سیستم G-code ایجاد می شود، یعنی خط، دایره یا هر شیئی که ایجاد می کنید به حرکتی در امتداد مختصات X، Y، Z برای یک فاصله مشخص تبدیل می شود. تکانه هایی که از طریق واحد کنترل به موتور وارد می شوند، مسئول مسافت هستند. هنگام حرکت هر یک از محورها، به عنوان مثال 100 میلی متر، راننده (واحد کنترل) ولتاژ خاصی را به موتور، شفت موتور (روتور) می دهد. شفت موتور به پیچ سرب (بال اسکرو) متصل است، چرخش سرعت موتور توسط رمزگذار نظارت می شود. هنگامی که پیچ سرب را در هر یک از محورها می چرخانید، زیرا هنگام استفاده از سرووها، انکودرها (فیدبک) روی آن محورهایی که می خواهید موقعیت را تعیین کنید تنظیم می شود، پالس هایی به رمزگذار اعمال می شود که توسط سیستم کنترل CNC خوانده می شود. سیستم های CNC به گونه ای برنامه ریزی شده اند که متوجه نمی شوند که مثلاً برای حرکت 100 میلی متری باید تعداد مشخصی پالس دریافت کرد. تا زمانی که سیستم CNC تعداد پالس های لازم را دریافت نکند، ولتاژ مرجع (عدم تطابق) به ورودی درایور (واحد کنترل) اعمال می شود. هنگامی که دروازه ماشین از 100 میلی متر مشخص شده عبور می کند، سیستم CNC تعداد پالس های لازم را دریافت می کند و ولتاژ ورودی درایور به 0 کاهش می یابد و موتور متوقف می شود. لطفا توجه داشته باشید که مزیت بازخورد این است که اگر به دلایلی پورتال ماشین حرکت کند، رمزگذار تعداد پالس های لازم را به سیستم کنترل ارسال می کند تا ولتاژ مورد نیاز درایور (واحد کنترل) را تامین کند و موتور زاویه را تغییر دهید برای اینکه تفاوت 0 باشد، کمک می کند تا دستگاه را در یک نقطه مشخص با دقت بالا نگه دارید. همه انواع موتورها قادر به ارائه دینامیک شتاب، گشتاور مورد نیاز و غیره نیستند.

ویژگی های مقایسه ای با توجه به پارامترهای اصلی
	موتورهای پله ای	سروو موتور
عمر سرویس و نگهداری	موتورهای پله ای - بدون برس، این باعث افزایش عمر مفید تا چندین سال می شود، تنها نقطه ضعف یاتاقان ها هستند، آنها می توانند در طیف گسترده ای از دماهای بالا کار کنند. عمر مفید چندین برابر بیشتر از هر نوع موتوری است.	در بین انواع سروو موتورها، موتورهای برس دار ارزان ترین هستند، نسبت به موتورهای پله ای قابل اعتمادتر هستند و پس از حدود 5000 ساعت کار مداوم نیاز به تعویض برس دارند. نوع دیگری از سرووهای براشلس برای قابلیت اطمینان مانند موتورهای پله ای تولید می شوند، عدم وجود برس طول عمر را افزایش می دهد، اما هزینه تعمیر را کاهش نمی دهد. در برخی موارد، خرید یک موتور جدید آسان تر و ارزان تر به جای تلاش برای بازسازی آن است.
	آسیب رساندن و سایش یاتاقان بسیار سخت است. مانند هر موتور دیگری، آسیب به سیم پیچ موتور ممکن است. از قیمت پایین، خرید یک استپر موتور جدید آسان تر است.	در برخی موارد، خرید یک موتور جدید آسان تر و ارزان تر به جای تلاش برای بازسازی آن است.
دقت حرکت	هنگام استفاده از مکانیسم های دقیق، نمی تواند کمتر از +/- 0.01 میلی متر باشد	سرووها دقت دینامیکی بالایی تا 1-2 میکرومتر و بالاتر دارند (1 میکرومتر = 0.001 میلی متر)
سرعت سفر	در دستگاه های حکاکی لیزری سرعت 20 تا 25 متر در دقیقه است. اگر در مورد ماشین های فرز CNC با درگاه ها و تیرهای سنگین صحبت می کنیم. حداکثر سرعت سفر تا 9 متر در دقیقه.	با استفاده از درایوهای سروو در ماشین های CNC می توان با استفاده از مکانیک های درجه بالا به سرعت تا 60 متر در دقیقه دست یافت.
سرعت شتاب	تا 120 دور در ثانیه	تا 1000 دور در دقیقه در 0.2 ثانیه
از دست دادن پله ها با افزایش سرعت و بار	در سرعت های بالا و بارهای زیاد، پله ها گم می شوند. این مشکل تحت تأثیر عوامل خارجی ممکن نیست: شوک، ارتعاش، تشدید و غیره.	سروو موتورها دارای فیدبک هستند که افت پله ها را کاملاً از بین می برد.
توقف اجباری (برخورد با مانع)	توقف اجباری استپر موتور هیچ آسیبی به آن وارد نمی کند.	هنگامی که سروموتور مجبور به توقف می شود، راننده موتور باید به درستی به این توقف پاسخ دهد. در غیر این صورت، یک سیگنال بازخورد داده می شود تا مسافتی را که تحت پوشش قرار نگرفته، اصلاح کند، جریان روی سیم پیچ ها افزایش می یابد، ممکن است موتور بیش از حد گرم شود و بسوزد!
تفاوت قیمت	با توجه به قیمت، یک موتور پله ای بسیار ارزان تر از موتور سروو همکار خود است.	حداقل 1.5 برابر گرانتر از موتور پله ای.

هر نوع موتور برای وظیفه خود طراحی شده است.در برخی موارد استفاده از موتور پله ای و برای برخی کاربردها فقط از سروو موتور ضروری است. هر دو نوع موتور به طور گسترده در ماشین های فرز CNC مورد استفاده قرار می گیرند، فقط هر یک از آنها وظایف خاص خود را دارند و گاهی اوقات توصیه نمی شود که برای سروو با حجم تولید کم هزینه اضافی پرداخت کنید.

بیایید یک خط برای مقایسه سروو موتورها و موتورهای پله ای ترسیم کنیم:

همانطور که قبلا ذکر شد، یک موتور پله ای نمی تواند سرعت و قدرت بالایی به شما بدهد و بنابراین یکی از کاربردهای آن در ماشین های CNC یک بخش ارزان قیمت است، به عنوان مثال، ماشین های فرز CNC ArtMaster 2112، 2515، پیکربندی پایه 3015. این نوع ماشین با سرعت متوسط ​​طیف وسیعی از کارها را پوشش می دهد: پردازش چوب، پلاستیک، نئوپان، ام دی اف، فلزات سبک و سایر مواد.

اگر از مشخصات سرعت راضی نیستید، باید ماشین آلات نجاری CNC ArtMaster 2112، 2515، 3015 (نویسنده) و ماشین آلات نجاری پرسرعت ArtMaster 3015 Racer را در نظر بگیرید.

همیشه باید خودتان درک کنید که سرووها به شما امکان می دهند در زمان انتقال بیکار صرفه جویی کنید، در حالی که نباید فراموش کنید تعداد پاس ها را به درستی بهینه کنید. سرعت فرز همیشه به قدرت ابزار برش (الکترو دوک) و نوع کاتر بستگی دارد. ما نمی توانیم سرعت فرز خوبی را با کیفیت ابزار پایین بدست آوریم. یا در محصول دچار نقص می شوید یا به تعویض مداوم ابزار برش نیاز خواهید داشت. یعنی هنگام استفاده از سرعت بالا، هنگام پردازش مواد، کیفیت و نوع را فراموش نکنید

اکنون 43 مهمان و هیچ کاربر ثبت نامی در سایت وجود ندارد

دو نوع موتور در کار ماشین های فرز استفاده می شود: موتور پله ای وسیله ای الکترومکانیکی است که سیگنال ها را به حرکت زاویه ای روتور با ثابت شدن در یک موقعیت معین تبدیل می کند. و سروموتورها - دارای فیدبک هستند و از طریق مدار کنترلر با افزایش و کاهش جریان قابل کنترل هستند. موتورهای پله ای قدرت و سرعت کمتری دارند و نسبت به سروو موتورها بسیار ارزانتر هستند.

به عنوان یک قاعده، یک موتور پله ای یک دستگاه الکترومکانیکی است که سیگنال های کنترل را به حرکت زاویه ای روتور خود با تثبیت با کیفیت بالا در یک موقعیت مشخص تبدیل می کند. امروزه، موتورهای پله ای مدرن (SM)، در واقع، موتورهای سنکرون هستند که سیم پیچ راه اندازی روی روتور ندارند، که بر این اساس با استارت فرکانس خود موتور پله ای توضیح داده می شود. فعال‌سازی متوالی سیم‌پیچ‌های موتور، حرکات زاویه‌ای مجزا (یعنی مراحل) روتور را ایجاد می‌کند. ویژگی متمایز این موتورها توانایی انجام موقعیت یابی بدون سنسور بازخورد است.

موتور پله ای متعلق به کلاس موتورهای DC به اصطلاح بدون جاروبک است. چنین موتورهایی، مانند مستقیم و هر ماشین برقی بدون جاروبک دیگری، دارای قابلیت اطمینان نسبتاً بالا و عمر مفید بسیار چشمگیری هستند که به نوبه خود امکان استفاده از آنها را در مناطق مختلف صنعتی فراهم می کند. اگر موتورهای DC معمولی را با موتورهای پله ای مقایسه کنیم، دومی به مدارهای کنترلی پیچیده تری نیاز دارد که کاملاً تمام سوئیچینگ سیم پیچ ها را انجام می دهد.

امروزه سه نوع / نوع اصلی موتورهای پله ای وجود دارد:

1. موتورهای هیبریدی بیشترین استفاده را در ماشین های فرز CNC دارند.
2. موتورهایی با آهنرباهای دائمی
3. موتورهایی با مقاومت مغناطیسی متغیر

موتورهای پله ای هیبریدی

اعتقاد بر این است که موتورهای هیبریدی بهترین ویژگی های موتورهای پله ای را با مقاومت مغناطیسی متغیر و همچنین موتورهایی با آهنرباهای دائمی ترکیب می کنند. در موتورهای هیبریدی، روتور دارای دندانه هایی است که در جهت محوری قرار گرفته اند. موتورهای هیبریدی پله ای نسبت به انواع دیگر موتورها، پله های کوچکتر، سرعت بیشتر و گشتاور بیشتری را ارائه می دهند. معمولاً تعداد پله ها برای موتورهای هیبریدی می تواند از 100 تا 400 (با زاویه گام 3.6 - 0.9o) باشد.

ساختار موتورهای پله ای

یک موتور الکتریکی پله ای شامل یک استاتور است که در آن سیم پیچ های تحریک (یعنی سیم پیچ های مغناطیسی الکترومغناطیسی) قرار دارند و بر این اساس، یک روتور با آهنرباهای دائمی (روتورهایی با مقاومت مغناطیسی متغیر نیز استفاده می شود - اما کمتر). موتورهای پله‌ای با روتور مغناطیسی این امکان را فراهم می‌کنند که روتور را با سیم‌پیچ‌های بدون انرژی ثابت کرده و گشتاور بیشتری به دست آورید. به همین دلیل است که موتورهای پله ای اغلب در ماشین های CNC استفاده می شوند.

دمای به اندازه کافی بالا که در کویل ها ایجاد می شود می تواند به راحتی از طریق جرم خود موتور پراکنده شود، بنابراین، موتورهای پله ای کمتر در معرض آسیب ناشی از گرما هستند.

اصول کارکرد موتور پله ای

به عنوان یک قاعده، بر اساس آن که سیم پیچ های استاتور خاص خاموش یا روشن می شوند، روتور می چرخد ​​تا اصطلاحاً با میدان مغناطیسی "تنظیم" شود. به عنوان مثال، اگر یک موتور پله ای را با دو سیم پیچ در استاتور، و یک آهنربای دائمی به عنوان روتور تصور کنیم، آنگاه زمانی که سیم پیچ های استاتور مربوطه به اندازه کافی برانگیخته شوند، روتور دائما مغناطیسی شده لزوماً به منظور "هم ردیف شدن" با میدان مغناطیسی استاتور اگر میدان بر اساس آن چرخانده نشود، روتور در این موقعیت باقی خواهد ماند.

هنگامی که انرژی به این سیم پیچ تامین نمی شود، اما مستقیماً به سیم پیچ بعدی هدایت می شود، روتور دوباره می چرخد ​​تا با میدان موقعیت تازه ساخته شده تنظیم شود. در این مورد، مطلقاً هر چرخش لزوماً با زاویه گام مطابقت دارد که به نوبه خود می تواند از 180 درجه به کسری از درجه تغییر کند (یعنی تا 60 درجه). سپس، در حالی که سیم پیچ دوم خاموش است، سیم پیچ بعدی روشن می شود. این باعث می شود که روتور در مرحله بعدی و در همان جهت روشن شود. این روند تا زمانی ادامه می یابد که یک سیم پیچ روشن شود و بر این اساس، سیم پیچ دیگر خاموش شود.

دنباله شش مرحله روتور را به همان حالتی که در همان ابتدای دنباله بود برمی گرداند. حال اگر تصور کنید در پایان مرحله اول به جای اینکه یک سیم پیچ را روشن کنید و دومی را خاموش کنید، هر دو سیم پیچ روشن می شوند. در این حالت، روتور فقط 30 درجه (یعنی فقط نیمی از 60 درجه) می چرخد ​​تا در جهت کمترین مقاومت تراز شود. بنابراین، اگر سیم پیچ اول روشن شود در حالی که سیم پیچ دوم خاموش است، روتور باید 30 درجه دیگر بچرخد. این عمل نیمه مرحله ای نامیده می شود که مستقیماً شامل یک دنباله از هشت حرکت است.

در طول توالی خاموش/روشن مخالف، روتور در جهت مخالف می چرخد. در صنعت، این موتور پله ای است که بیشترین کاربرد را دارد، که در یک زاویه از 1.8o به 7.5o در مرحله کامل پیشرفت می کند. برای کاهش اندازه پله باید تعداد قطب ها را افزایش داد. با این حال، محدودیت فیزیکی برای تعداد قطب های مستقیم وجود دارد که می توان استفاده کرد.

برای کاهش گسستگی حرکت روتور SM، به عنوان یک قاعده، از حالت microstepping استفاده می شود. خود میکرو استپ مستقیماً با کنترل جریان مستقل سیم پیچ موتور پله ای اجرا می شود. با کنترل نسبت جریان در سیم پیچ ها، روتور را می توان بین پله ها در یک موقعیت میانی ثابت کرد. بنابراین، افزایش نرمی چرخش روتور و همچنین دستیابی به دقت موقعیت یابی بالا امکان پذیر است. علاوه بر این، در حالت microstepping، وضوح را می توان در 51200 گام / دور به دست آورد، که تأثیر مثبتی بر عملکرد تجهیزات به طور کلی خواهد داشت.

مشخصات مکانیکی موتور پله ای

یکی از ویژگی های بسیار مهم موتورهای پله ای، البته ویژگی های مکانیکی آنها است.

کنترل درایو پله ای

کنترل یک موتور پله ای در عمومی ترین شکل آن به کار انجام تعداد پله های تعیین شده در جهت مورد نیاز و با سرعت مورد نیاز کاهش می یابد.

سیگنال های خاصی "گام بردارید" - "جهت تنظیم" به واحد کنترل موتور پله ای (یعنی راننده) ارسال می شود. این سیگنال ها چیزی بیش از پالس های 5 ولتی نیستند.

این پالس ها را می توان مستقیماً از رایانه دریافت کرد، به عنوان مثال، از یک پورت LPT، از یک کنترل کننده تخصصی برای کنترل درایوهای پله ای، یا می توانید سیگنال ها را مستقل از یک ژنراتور 5 ولت یا منبع تغذیه تنظیم کنید.

به عنوان یک قاعده، عملکرد استپر موتور توسط یک مدار الکترونیکی کنترل می شود و نیروی آن از منبع جریان مستقیم تامین می شود. از موتورهای پله ای برای کنترل سرعت استفاده می شود تا از یک حلقه بازخورد گران قیمت استفاده نشود. این درایو فقط در درایو مدار باز استفاده می شود.

موتورهای سروو

سروموتور خود یک موتور حلقه بسته است که می توان آن را برای دستیابی به سرعت دلخواه (در نتیجه گشتاور) یا به دست آوردن زاویه چرخش دلخواه کنترل کرد. برای این منظور است که دستگاه بازخورد سیگنال های خاصی را به مدار کنترل کننده سروموتور ارسال می کند و سرعت و بر این اساس موقعیت زاویه ای را گزارش می دهد. اگر در نتیجه بیشترین بارها، سرعت بسیار کمتر از مقدار مورد نیاز باشد، جریان افزایش می یابد تا سرعت به مقدار لازم برسد. هنگامی که سیگنال سرعت نشان می دهد که بیشتر از حد لازم است، جریان بر اساس آن کاهش می یابد. اگر بازخورد موقعیت اعمال شود، سیگنال مربوط به آن برای متوقف کردن موتور در لحظه ای استفاده می شود که خود روتور به موقعیت زاویه ای مورد نیاز نزدیک می شود.

برای این کار می توان از انواع/انواع حسگرها از جمله رمزگذارهایی مانند پتانسیومتر، سرعت سنج و تفکیک کننده ها استفاده کرد. اگر از یک سنسور موقعیت مانند رمزگذار یا پتانسیومتر استفاده شود، سیگنال آن ممکن است به منظور تولید سیگنال سرعت خاص متمایز شود.

امروزه سروو درایوها در تجهیزات با کارایی بالا، به عنوان مثال، در صنایع تولیدی مانند: ساخت انواع مصالح ساختمانی، نوشیدنی ها، بسته بندی، چاپ و تجهیزات حمل و نقل استفاده می شود. همچنین اخیراً تمایل به افزایش سهم سروو درایوها در صنایع غذایی و نجاری وجود داشته است.

عامل تعیین کننده در استفاده از درایوهای سروو نه تنها دینامیک بالای آنها، بلکه توانایی به دست آوردن کنترل بسیار پایدار یا دقیق، طیف گسترده ای از کنترل سرعت، ابعاد و وزن کوچک و همچنین ایمنی در برابر نویز است.

اصول کار سروو موتور

سروو موتورها با دستگاه هایی به نام مبدل (محرک یا درایور موتور سروو) با هم کار می کنند. این مبدل ها ولتاژ سیم پیچ تحریکی (یا آرمیچر) سروموتور را بسته به مقدار ولتاژ مستقیم در ورودی خود موتور تغییر می دهند. کل این سیستم معمولاً توسط یک رک CNC کنترل می شود. در زیر یک نمایش شماتیک از یک سیستم با یک سروموتور ارائه شده است. مستقیماً در زیر "تقویت کننده" به درایور سروموتور اشاره دارد.

به عنوان مثال، در برنامه ای که در رک CNC تعبیه شده است، دستور خاصی وجود دارد "به فاصله 10 میلی متر - حرکت در امتداد محور Y". ولتاژ خاصی به ورودی درایور سروموتور از رک CNC اعمال می شود. سروموتور شروع به چرخش پیچ سرب متصل به انکودر و دروازه ماشین (یعنی قسمت متحرک با دوک) می کند. هنگامی که پیچ سرب می چرخد، رمزگذار پالس های خاصی تولید می کند که توسط رک شمارش می شوند.

نرم افزار قفسه CNC معمولاً به گونه ای طراحی می شود که رک "می داند" که: فاصله 10 میلی متری به عنوان مثال 10000 پالس از انکودر مطابقت دارد. بنابراین تا زمانی که پایه دستگاه این 10000 پالس را دریافت نکند، ولتاژ وظیفه به ورودی درایور منتقل می شود، یعنی عدم تطابق ایجاد می شود. هنگامی که پورتال دستگاه از 10 میلی متر مشخص شده عبور می کند، پایه دستگاه 10000 پالس خود را به طور کامل دریافت می کند، بنابراین ولتاژ در ورودی درایور سروموتور برابر با (0) "صفر" می شود، موتور متوقف می شود و دستگاه کاملاً 10 میلی متر کار می کند (و با عدم وجود عکس العمل).

اگر تحت هر گونه تأثیری، دروازه ماشین جابجا شود، رمزگذار فوراً تکانه هایی می دهد. این پالس ها توسط رک شمارش می شود و سپس ولتاژ عدم تطابق را مستقیماً به درایور می دهد که آرمیچر موتور را از یک زاویه بسیار کوچک می چرخاند تا عدم تطابق صفر شود. بنابراین، پورتال دستگاه کاملاً در نزدیکی نقطه ای که به آن داده شده است، با دقت کافی بالا نگه داشته می شود.

همچنین باید توجه داشت که هر موتوری نمی تواند در زوایای بسیار کوچک بچرخد، گشتاور لازم، دینامیک شتاب و غیره را فراهم کند. این دلیل اصلی گران بودن سرووها است.

سروموتورهای سنکرون

سروو موتورهای سنکرون، الکتروموتورهای سنکرون سه فاز با سنسور موقعیت روتور (یعنی موتورهای AC) و تحریک آهنربای دائمی هستند. مزیت اصلی آنها یک لحظه اینرسی نسبتاً کم روتور در رابطه با گشتاور است که به نوبه خود به شما امکان می دهد سرعت بالا را درک کنید. تنها در ده‌ها میلی‌ثانیه، شتاب به سرعت نامی و معکوس سرعت کامل در اولین دور شفت موتور به دست می‌آید.

به عنوان یک قاعده، زمینه اصلی کاربرد این موتورها، درایوهای تغذیه ماشین ابزار و همچنین تاسیسات تکنولوژیکی با چرخه زمانی کمتر از 1 ثانیه است (به عنوان مثال، سیستم های موقعیت یابی با سرعت بالا انبارهای خود کار، بسته بندی تولید).

درایوهای سرو با نشانگرهایی مانند:

• کنترل گشتاور، سرعت یا موقعیت؛
• دقت استاتیک حفظ سرعت به طور مستقیم روی شفت موتور بیش از 0.01٪ نیست.
• محدوده کنترل سرعت بیش از 1:1000؛
• دقت حفظ موقعیت در امتداد شفت موتور کمتر از ± 10 است.
• ابعاد فشرده و وزن کم:

1 - کانکتور برای اتصالات.
2 - استاتور با سیم پیچ;
3 - سنسور سرعت و موقعیت;
4 - روتور با آهنربا;
5 - ترمز الکترومغناطیسی.

• عدم وجود و عدم تماس گره هایی که نیاز به تعمیر و نگهداری دارند.
• سرعت به اندازه کافی بالا؛
• ظرفیت اضافه بار قابل توجه از نظر گشتاور (به عنوان مثال، تعدد گشتاور محدود ممکن است برای مدت کوتاهی از 3 تجاوز کند).
• محدوده عملا نامحدود (1:10000 یا بیشتر) برای کنترل سرعت.
• نشانگرهای راندمان موتورهای سوپاپ معمولاً از 90٪ تجاوز می کنند، با تغییر در قدرت بار موتور، با نوسانات ولتاژ تغذیه، آنها به طور بسیار ناچیز تغییر می کنند، برخلاف موتورهای الکتریکی ناهمزمان، که در آن حداکثر راندمان وجود ندارد. بیش از 86٪، و همچنین به طور مستقیم به تغییرات بار بستگی دارد.
• گرمای بیش از حد کم موتور بدون برس، زیرا روی روتور موتور سیم پیچی وجود ندارد، که به طور قابل توجهی عمر مفید آن را افزایش می دهد و در حالت اضافه بارهای مکرر کار می کند.
• تراکم گشتاور نسبتاً بالا در واحد جرم موتور الکتریکی.

موتورهای پله ای یا سروو موتورها: انتخاب موتور برای دستگاه فرز و حکاکی

ابتدا باید دو نوع این موتورها را با توجه به برخی پارامترها با هم مقایسه کنید:

عمر سرویس و نگهداری	موتورهای پله‌ای بدون جاروبک هستند، بنابراین تنها قطعات پوشیده در طراحی یاتاقان‌ها هستند (در ابتدا یک طراحی بسیار قوی). این به ما اجازه می دهد تا آنها را به عنوان موتورهایی با قابلیت اطمینان بالا و برای مدت طولانی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری در نظر بگیریم.		سرووهای ارزان قیمت از نوع کلکتور (با برس) نسبت به موتورهای پله ای قابل اعتمادتر هستند و پس از حدود 5000 ساعت کار مداوم نیاز به تعویض برس دارند. اکثر سروو درایوهای مدرن بدون جاروبک از سازندگان معروف ژاپنی بسیار قابل اعتماد هستند (نزدیک به قابلیت اطمینان موتورهای پله ای).
	خرابی بلبرینگ بسیار نادر است. ممکن است سیم پیچ استاتور بسوزد. برای خرید موتور جدید ارزان تر است.		فقط گران ترین مدل ها قابل تعمیر هستند. تعویض موتور ساده تر است.
دقت حرکت	با مکانیک خوب، دقت کمتر از +/- 0.01 میلی متر نیست		سرووهای با کیفیت بالا دارای دقت حداقل +/- 0.002 میکرومتر هستند. چنین دقتی در مورد استفاده از درایوهای سروو کنترل کانتور (در پردازش دقیق یک مسیر معین) قابل دستیابی است. شما نمی توانید از سرووها برای کنترل موقعیت استفاده کنید، زیرا آنها گاهی اوقات خطای بسیار بالاتر از خطای موتورهای پله ای می دهند!
سرعت سفر، قدرت	در دستگاه های حکاکی و فرز با استفاده از موتورهای پله ای می توان به سرعت 20 تا 25 متر در دقیقه دست یافت. با افزایش سرعت، استپر موتورها گشتاور زیادی را از دست می دهند.		با استفاده از درایوهای سروو در ماشین های CNC می توان به سرعت های تا 60 متر در دقیقه و بیشتر دست یافت.
سرعت شتاب	تا 120 دور در ثانیه		تا 1000 دور در دقیقه در 0.2 ثانیه
تاثیر از دست دادن مراحل با افزایش سرعت و بار	در سرعت های بالاتر از بارهای نامی و افزایش یافته، اثر کاهش پله ها ظاهر می شود (نمودار بار احتمالی از سرعت موتور - مشخصه مکانیکی را ببینید). از دست دادن مراحل نیز در صورت هرگونه تأثیر خارجی امکان پذیر است: شوک، ارتعاش، رزونانس و غیره. سیستم های کنترل موتور پله ای مدرن این امکان را فراهم می کند که از شر این عیب رایج موتورهای پله ای خلاص شوید.		از آنجایی که سروو سیستم یک سیستم بازخوردی است: سروموتور دارای یک سنسور موقعیت است که بر اساس آن (در صورت عدم تطابق) اصلاح انجام می شود، هیچ اثری از دست دادن مراحل در آن وجود ندارد.
توقف اجباری (برخورد با مانع)	توقف اجباری استپر موتور هیچ آسیبی به آن وارد نمی کند.		هنگامی که سروموتور مجبور به توقف می شود، راننده موتور باید به درستی به این توقف پاسخ دهد. در غیر این صورت، یک سیگنال بازخورد داده می شود تا مسافتی را که تحت پوشش قرار نگرفته، اصلاح کند، جریان روی سیم پیچ ها افزایش می یابد، ممکن است موتور بیش از حد گرم شود و بسوزد!
معیار قیمت		موتورهای پله ای بسیار ارزان تر از سروو موتورها هستند، به خصوص موتورهای پله ای ساخت چین.	سروو موتورهای صرفاً سازنده (سنسور موقعیت، پیچیده تر از موتور پله ای، درایور) گران تر از موتورهای پله ای هستند. در ضمن من در عملم سروموتورهای ارزان قیمت چینی ندیدم.

موتور پله‌ای و درایو سروو مطلقاً رقیب نیستند، زیرا هر کدام منحصراً جایگاه از پیش تعیین شده خود را اشغال می‌کنند.

مقایسه موتورهای ساده سروو و استپر:

برای درک تفاوت بین استپر معمولی و سروو موتور، اجازه دهید عملکرد سیستم را با یک موتور پله ای در نظر بگیریم، که رمزگذار (موتور استپر سروو) مستقیماً روی آن قرار دارد.

کنترل کننده فرمانی را برای تعداد معینی از مراحل صادر کرد - چرخاندن شفت. در یک موتور پله ای معمولی، کنترلر دقیقاً نمی داند شفت چند مرحله چرخیده است (چون بازخوردی ندارد). او فقط "فکر می کند" که شفت به درستی چرخیده است. اما این اتفاق می افتد که موتور نمی تواند شفت را بچرخاند یا قدرت کافی نداشت یا به دلایل دیگر. اگرچه کنترل کننده به وضوح پالس ها را می شمرد. این به اصطلاح مراحل پرش در موتور پله ای است.

در سروموتور این مشکل کاملاً وجود ندارد. کنترلر دستور چرخاندن شفت را با تعداد زیادی پالس داده است و منتظر سیگنالی از رمزگذار است تا تأیید کند که شفت با تعداد پالس های لازم چرخیده است. در این حالت، اگر حداقل 1 پالس کمتر از رمزگذار رسیده باشد، کنترل کننده همچنان به صدور فرمان ادامه می دهد تا آخرین پالس از انکودر برسد که نسبت پالس های واقعی و مشخص شده را برابر می کند. یا بعد از مدت زمان مشخصی، کنترلر سیگنال خاصی "خطای حرکت" را صادر می کند.

در یک سروو درایو، نگه داشتن تنها توسط جریانی که مستقیماً از سیم پیچ موتور عبور می کند، انجام می شود. در این حالت، در لحظه نگه داشتن نیمی از دوره، جریان در یک جهت و نیمه دوم زمان باقی مانده در جهت دیگر جریان می یابد. به همین دلیل است که لنگر نگه داشته می شود. در این زمان، با توجه به پالس های رمزگذار، یک بررسی مناسب است، لنگر در جای خود قرار دارد (یک پالس واحد در خروجی وجود ندارد) یا حرکت کرده است (به طور معمول، یک پالس در خروجی رمزگذار ظاهر می شود. یا بهتر بگوییم یک کد).

مزایای موتور پله ای:

موتورهای پله ای به طور قابل توجهی ارزان تر از موتورهای سروو هستند.
- سادگی یک طرح، بنابراین و سادگی تعمیر.
- سادگی سیستم کنترل (تقریبا تمامی برنامه های نوشته شده برای ماشین های CNC مناسب هستند).

مزایای سروو موتور:

بی صدا بودن و نرمی کارکرد در برخی موارد سروو را به تنها گزینه ممکن برای کار تبدیل می کند.
- قابلیت اطمینان و اطمینان: امکان کاربرد در دستگاه های حیاتی.
- دقت و سرعت حرکات بالا در سرعت های پایین نیز موجود است - قابلیت موتور می تواند مستقیماً توسط کاربر از روی کار خاصی که قرار است انجام شود انتخاب کند.

یافته ها:

محدودیت در استفاده از موتورهای پله ای قدرت و بر این اساس سرعت است، اما در عمل، استفاده از آنها در ماشین های ارزان قیمت با سیستم CNC که برای پردازش چوب، نئوپان، ام دی اف، پلاستیک، فلزات سبک و غیره طراحی شده است کاملاً توجیه می شود. مواد با سرعت متوسط، نیاز به سازندگان ماشین ابزار CNC از نظر دقت و سرعت. اگر به دلایلی چنین پارامترهایی رضایت بخش نباشند، به عنوان یک قاعده، از درایوهای سروو استفاده می شود. اما شایان ذکر است که در همان زمان، هزینه ساختار به طور کلی به شدت و علاوه بر این، به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

از طرف دیگر، می توان با صرفه جویی در انتقال و بر این اساس، بهینه سازی مسیرهای پردازش، به صرفه جویی واقعی در زمان پردازش و حتی با سرووهای پرسرعت دست یافت. در بقیه زمان ها، سرعت بسیار محدود است - حالت های برش. همچنین یک کاتر بین قطعه و درایو وجود دارد که اغلب فراموش می شود.

مزیت های سروو درایو به گونه ای است که می توان از آنها همیشه استفاده کرد، البته در صورت عدم وجود دو ایراد مهم: قیمت خود کیت (یعنی واحد کنترل + موتور سروو) و پیچیدگی راه اندازی، که گاهی اوقات استفاده از سروو را کاملا غیر منطقی می کند.

چه زمانی سروو مورد نیاز است؟

• با برش با سرعت بالا مواد "ورق" (سرعت حرکت ابزار بیش از 25 متر در دقیقه). بنابراین، در این مورد، توصیه می شود یک دستگاه "برش" با یک دوک به اندازه کافی قدرتمند (تا 5 کیلو وات) و با یک کولت برای یک ابزار بزرگ، با یک میز خلاء، با یک سیستم براده برداری و البته خریداری کنید. ، با درایوهای سروو.
• در تولید ماتریس ها و قالب ها با دقت در ساخت. در این مورد، مرکز ماشینکاری فرز مناسب ترین است که می توان آن را از INTERLASER سفارش داد.

در موارد دیگر، ماشین هایی با موتورهای پله ای اغلب خریداری می شوند - این فقط کاربردی ترین است.

اخبار

توجه! جدید! دستگاه لیزر CCD IL-6090 SGC با دقت بالا (دارای دوربین) مجهز به سیستم تشخیص اشیا نوری پیشرفته. به لطف نرم افزار مدرن و قطعات با کیفیت بالا، دستگاه قادر است به طور مستقل اشیاء لازم را از انواع ارائه شده شناسایی و اسکن کند و سپس آنها را در محدوده های مشخص شده با توجه به پارامترهای مورد نیاز برش دهد.

عصر بخیر! INTERLASER شما را در مورد ورود عظیم لنزها، آینه ها برای تجهیزات لیزر آگاه می کند پایین ترین قیمت لنز و آینه: لنز برای دستگاه های لیزر ZnSe (ایالات متحده): قطر 20، فوکوس 2 (50.8 میلی متر) - 3 304 روبل قطر 20، فوکوس 5 ( 12.7 میلی متر) - 3 304 روبل قطر 25، فوکوس 2.5 (63.5 میلی متر) - 7 350 روبل 25، فوکوس 2.5 (63.5 میلی متر) - 4900 روبل آینه ها: قطر 20 میلی متر، ضخامت 2/3 میلی متر - قطر 840 میلی متر ضخامت 2/3 میلی متر - 980 روبل قطر 30...