Сервопривід

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Servomotor.jpg

Сервопри́від (також серводвигун, сервомеханізм) — це пристрій в системах автоматичного регулювання або дистанційного керування, що за рахунок енергії допоміжного джерела здійснює механічне переміщення регулюючого органу відповідно до отримуваних від системи керування сигналів.[1] Тобто, міняється положення регулюючого органу (важеля, кнопки, перемикача) — потік матеріалу або енергії, що поступає на об'єкт дії, міняється і в результаті виконується дія на робочі машини або механізми, змінюється стан робочого об'єкта.

Опис[ред.ред. код]

Сервопривід - допоміжний двигун для дистанційного автоматичного керування або регулювання машин, апаратів, закривання і відкривання засувок, клапанів тощо. Сервомотори виділяються у окрему групу моторів у зв’язку з тим, що, як правило, діапазон роботи ротора такого мотора менше одного повного оберту. С. буває електричним, гідравлічним і пневматичним. Основні характеристики: маса, динаміка двигуна, рівномірність руху, енергоефективність.

Сервопривід працює від імпульсів змінної тривалості, які отримує через сигнальний дріт. Коли тривалість імпульсів становить близько 1,5 мілісекунди, то сервопривід перебуває в нейтральному положенні (тобто у нього однаковий потенціал обертання в обидва напрями). Кут повороту сервоприводу залежить від тривалості імпульсу. Чим триваліший імпульс, тим швидше працює двигун. Коли сервопривід виконує команду переміщатися, то яка-небудь зовнішня сила, що при цьому спробує його спинити буде відчувати сильний спротив — це і є та максимальна сила, яку витримуватиме сервопривід. Проте сервопривід не постійно підтримує вказане положення — для цього йому необхідні імпульси, на які він чекає протягом 20 мс. Що стосується тривалості імпульсу, то якщо вона менше 1,5 мілісекунд — сервопривід повертає вал на декілька градусів проти годинникової стрілки і намагається зафіксувати положення. Якщо ж вона більше, то навпаки — за годинниковою стрілкою. У середньому для роботи сервоприводу необхідний діапазон тривалості імпульсу від 1 мс до 2 мс. Крім того, важливий параметр, що характеризує сервопривід — це швидкість обертання (той час, за яке сервопривід переходить з одного положення в інше)

Головні частини сервоприводу — це його двигун, елементи керування і передача. Крім того, в ньому є також дрібніші периферійні пристрої — блокування, сигналізація, система включення/виключення, елементи зворотного зв'язку. Як правило, сервоприводи можуть працювати, на відміну від систем сельсин/давач — сельсин/приймач, тільки від зовнішніх джерел енергії, оскільки потужності внутрішніх джерел енергії недостатньо для ефективного функціонування сервоприводу (дуже вже енергоємну роботу йому доводиться виконувати).

Багато сервоприводів є обертові механізми, проте їх використовують для відтворення лінійного руху. У деяких з цих випадків, використовують датчики лінійних переміщень.[2] Ці сервоприводи запобігають неточностей у перетворенні обертового руху в лінійний під час переміщення об'єкта, проте їх дизайн став набагато складнішим, і їх набагато важче виготовляти у готовому вигляді, адже вони мають виконувати дуже специфічні завдання (тому до кінцевого "готового до застосування" вигляду їх підганяють у польових умовах).

Сервоприводи поділяються на кілька видів (залежно від джерела енергії) — механічні, гідравлічні і електричні. Електричні сервоприводи є найсучаснішими. Часто в них використовуються синхронні двигуни. Їхній обертовий момент і швидкість регулюються спеціальними сервоперетворювачами.

Сучасні сервоприводи характеризуються доброю спроможністю до регулювання, стабілізацією швидкості і обертового моменту, високою динамікою і точністю позиціонування, відносно невеликими вагою і габаритами, а також великою стійкістю до різноманітних перешкод.

Завдяки своїм високим технічним показникам, сервоприводи активно використовують у робототехніці. Їхнє використання допомагає підвищити функціональність роботів, зробити їхні рухи чіткішими і плавнішими.

Двигун[ред.ред. код]

Тип двигуна не є критичним і можуте бути використано різні їх типи. Найпростіший, який використовують, — це на основі постійного магніту і щіток, з огляду на його дешевизну і конструктивну простоту. Для великих промислових сервоприводів, застосовують двигуни індукції змінного струму, часто з частотно-регульованим приводом, щоб мати контроль за його швидкістю. Коли потрібно сервопривід у компактному виконанні, використовують безщітковий двигун змінного струму із постійним магнітом.[3]

Контроль[ред.ред. код]

Більшість сучасних серводприводів проектуються і поставляються зі спеціальним модулем контролера від того ж виробника. Контролери можуть бути також комплектуватися додатковими мікроконтролерами, проте (зазвичай) у польових умовах, оскільки контролер у комплектації задовольняє більшість вимог до роботи двигуна.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]