Arbeitsprinzip des Servomotors
Das Servosystem ist ein automatisches Steuersystem, das die Position, Ausrichtung, den Zustand und andere ausgangsgesteuerte Variablen des Objekts dazu bringt, den willkürlichen Änderungen des Eingangsziels (oder des gegebenen Werts) zu folgen. Das Servo wird hauptsächlich durch Impulse positioniert. Grundsätzlich ist ersichtlich, dass der Servomotor, wenn er einen Impuls empfängt, den entsprechenden Winkel eines Impulses dreht, um eine Verschiebung zu realisieren. Da der Servomotor selbst die Funktion hat, Impulse zu senden, sendet der Servomotor jedes Mal, wenn er um einen Winkel dreht, eine entsprechende Anzahl von Impulsen, die dem vom Servomotor empfangenen Impuls entspricht oder als geschlossener Regelkreis bezeichnet wird. Das System wird wissen, wie viele Impulse an den Servomotor gesendet und wie viele Impulse gleichzeitig empfangen werden. Auf diese Weise kann die Drehung des Motors genau gesteuert werden, um eine genaue Positionierung zu erreichen, die 0 0,001 mm erreichen kann.
Klassifizierung von Servomotoren
Servomotoren werden in AC-Servo und DC-Servo unterteilt.
Der Grundaufbau eines AC-Servomotors ähnelt dem eines AC-Induktionsmotors (Asynchronmotor). Auf dem Stator befinden sich zwei Erregerwicklungen Wf und Steuerwicklungen WcoWf mit einer Phasenraumverschiebung von 90 Grad elektrischem Winkel, die an eine konstante Wechselspannung angeschlossen sind. Der Zweck der Steuerung des Motorbetriebs besteht darin, die an Wc angelegte Wechselspannung oder Phasenänderung zu verwenden.
Der AC-Servomotor hat die Eigenschaften eines stabilen Betriebs, einer guten Steuerbarkeit, einer schnellen Reaktion, einer hohen Empfindlichkeit und eines strengen Nichtlinearitätsindex der mechanischen Eigenschaften und der Regeleigenschaften (jeweils weniger als 10 Prozent ~ 15 Prozent und weniger als 15 Prozent ~ 25 Prozent).
Vor- und Nachteile des DC-Servomotors
Vorteile: genaue Drehzahlregelung, harte Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik, einfaches Regelprinzip, bequeme Handhabung und günstiger Preis.
Nachteile: Bürstenkommutierung, Drehzahlbegrenzung, zusätzlicher Widerstand und Erzeugung von Verschleißpartikeln (nicht geeignet für staubfreie und explosionsgefährdete Umgebung).
Vor- und Nachteile des AC-Servomotors
Vorteile: gute Drehzahlregeleigenschaften, gleichmäßige Regelung im gesamten Drehzahlbereich erreichbar, fast keine Vibration, mehr als 90 Prozent hoher Wirkungsgrad, weniger Wärmeentwicklung, Hochgeschwindigkeitsregelung, hochpräzise Positionsregelung (abhängig von der Encoder-Genauigkeit), Konstantes Drehmoment, geringe Trägheit, geringe Geräuschentwicklung, kein Bürstenverschleiß, wartungsfrei (gilt für staubfreie und explosionsgefährdete Umgebungen) können im Nennbetriebsbereich erreicht werden.
Nachteile: Die Regelung ist aufwendig und die Treiberparameter müssen durch Anpassung der PID-Parameter vor Ort ermittelt werden, was einen höheren Verdrahtungsaufwand erfordert.
Drei Steuermethoden des Servomotors
Drehmomentsteuerung: Der Drehmomentsteuerungsmodus besteht darin, das Ausgangsdrehmoment der Motorwelle extern durch die Eingabe einer externen Bai-Analoggröße oder die Zuweisung einer direkten Adresse einzustellen.
2. Lageregelung: Der Lageregelungsmodus bestimmt im Allgemeinen die Drehzahl durch die Frequenz des externen Eingangsimpulses und den Drehwinkel durch die Anzahl der Impulse. Einige Servos können die Geschwindigkeit und Verschiebung durch Kommunikation direkt zuweisen.
Geschwindigkeitsmodus: Die Rotationsgeschwindigkeit kann durch die Eingabe einer analogen Größe oder der Impulsfrequenz gesteuert werden. Der Geschwindigkeitsmodus kann auch positioniert werden, wenn es eine äußere PID-Regelung des oberen Steuergeräts gibt, aber das Positionssignal des Motors oder das Positionssignal der direkten Last zur Berechnung an die obere Rückführung gesendet werden muss. Der Positionsmodus unterstützt auch die Erfassung des Positionssignals durch den direkten Lastaußenring. Zu diesem Zeitpunkt erfasst der Encoder am Ende der Motorwelle nur die Motordrehzahl, und das Positionssignal wird von der Erfassungsvorrichtung am Ende der direkten Endlast bereitgestellt. Dieser Vorteil besteht darin, dass der Fehler im Zwischenübertragungsprozess verringert und die Positionierungsgenauigkeit des gesamten Systems erhöht werden kann.