Jednosmerné servomotory sú široko používané v rôznych priemyselných a automatizačných aplikáciách kvôli ich vysokej presnosti, vynikajúcej regulácii rýchlosti a charakteristík krútiaceho momentu. Spätnoväzbové zariadenia zohrávajú kľúčovú úlohu pri prevádzke jednosmerných servomotorov, pretože poskytujú základné informácie o polohe motora, rýchlosti a krútiacom momente. Tieto informácie používa ovládač motora na nastavenie výkonu motora a zabezpečenie presnej a stabilnej prevádzky. Ako dodávateľ jednosmerných servomotorov predstavím niektoré bežné typy spätnoväzbových zariadení používaných v jednosmerných servomotoroch.
Kódovače
Snímače sú jedným z najbežnejšie používaných zariadení so spätnou väzbou v DC servomotoroch. Môžu byť rozdelené do dvoch hlavných typov: inkrementálne snímače a absolútne snímače.
Inkrementálne kódovače
Inkrementálne snímače generujú sériu impulzov, keď sa hriadeľ motora otáča. Počet impulzov je úmerný uhlovému posunu hriadeľa. Počítaním týchto impulzov môže regulátor určiť rýchlosť motora a relatívnu polohu hriadeľa. Inkrementálne snímače sú relatívne jednoduché a nákladovo efektívne, vďaka čomu sú vhodné pre mnoho všeobecných aplikácií.
Základný princíp inkrementálneho kódovača zahŕňa rotujúci disk s rovnomerne rozmiestnenými štrbinami alebo značkami. Keď sa disk otáča, svetelný zdroj a fotodetektor detekujú prechod cez tieto štrbiny a generujú elektrické impulzy. Rozlíšenie inkrementálneho kódovača je určené počtom slotov na disku. Kódovače s vyšším rozlíšením môžu poskytnúť presnejšie informácie o polohe a rýchlosti.
Napríklad v aplikácii robotického ramena možno na sledovanie pohybu každého kĺbu použiť inkrementálny kódovač. Ovládač môže využiť spätnú väzbu kódovača na presné riadenie rýchlosti a polohy kĺbov, čo umožňuje robotickému ramenu vykonávať zložité úlohy s vysokou presnosťou.
Absolútne kódovače
Na druhej strane absolútne snímače poskytujú absolútnu hodnotu polohy hriadeľa motora v akomkoľvek danom čase. Na rozdiel od inkrementálnych snímačov, ktoré poskytujú iba informácie o relatívnej polohe, absolútne snímače dokážu okamžite určiť presnú polohu hriadeľa bez potreby referenčného bodu alebo inicializácie.
Absolútne kódovače zvyčajne používajú zložitejšiu schému kódovania na rotujúcom disku. Každá pozícia na disku zodpovedá jedinečnému digitálnemu kódu. Keď je kódovač zapnutý, ovládač môže prečítať kód a priamo získať polohu hriadeľa. Vďaka tomu sú absolútne snímače ideálne pre aplikácie, kde sa vyžaduje presné riadenie polohy, ako napríklad v CNC strojoch.
V CNC fréze môže absolútny kódovač zabezpečiť, aby bol rezný nástroj vždy v správnej polohe, výsledkom čoho sú vysokokvalitné obrábacie operácie. Možnosť poznať presnú polohu ihneď po zapnutí tiež skracuje čas nastavenia a zlepšuje celkovú produktivitu.
Tachometre
Tachometre sa používajú na meranie otáčok jednosmerného servomotora. Poskytujú výstup napätia, ktorý je úmerný rýchlosti motora. Existujú dva hlavné typy tachometrov: jednosmerné tachometre a striedavé tachometre.
DC tachometre
Jednosmerné tachometre pracujú na princípe elektromagnetickej indukcie. Generátor jednosmerného prúdu s permanentným magnetom je pripojený k hriadeľu motora. Keď sa hriadeľ otáča, generátor vytvára jednosmerné napätie, ktoré je priamo úmerné rýchlosti otáčania.
Výstupné napätie jednosmerného tachometra sa dá ľahko zmerať a použiť ovládačom motora na nastavenie otáčok motora. Jednosmerné tachometre sú relatívne jednoduché a spoľahlivé, ale môžu byť ovplyvnené zmenami teploty a magnetického poľa.
V systéme dopravníkového pásu možno použiť jednosmerný tachometer na monitorovanie rýchlosti motora poháňajúceho pás. Ak sa rýchlosť odchyľuje od nastavenej hodnoty, regulátor môže upraviť vstupné napätie motora tak, aby sa udržala konštantná rýchlosť, čím sa zabezpečí hladká a efektívna prevádzka dopravníkového systému.
AC tachometre
AC tachometre generujú výstup striedavého napätia, ktorý je úmerný rýchlosti motora. Často sú založené na princípe rotujúceho magnetického poľa. Výstupná frekvencia striedavého tachometra súvisí s otáčkami motora.
AC tachometre sú menej ovplyvnené zmenami teploty a magnetického poľa v porovnaní s jednosmernými tachometrami. Bežne sa používajú vo vysokorýchlostných aplikáciách, kde je presné meranie rýchlosti rozhodujúce.
Napríklad vo vysokorýchlostnom vretenovom motore používanom v presnej brúske môže striedavý tachometer poskytnúť presnú spätnú väzbu o rýchlosti. Regulátor potom môže nastaviť napájanie motora tak, aby sa udržala stabilná a presná rýchlosť otáčania, výsledkom čoho sú vysokokvalitné operácie brúsenia.
Riešitelia
Resolvery sú elektromagnetické zariadenia, ktoré môžu poskytovať informácie o polohe aj rýchlosti pre jednosmerné servomotory. Pozostávajú zo statora a rotora. Stator má dve alebo viac vinutí a rotor je pripojený k hriadeľu motora.
Keď sa na jedno zo statorových vinutí privedie striedavé budiace napätie, v ostatných statorových vinutiach sa vytvorí indukované napätie. Veľkosť a fáza indukovaného napätia závisí od uhlovej polohy rotora. Meraním týchto napätí môže regulátor určiť polohu hriadeľa motora.
Resolvery sú známe svojou robustnosťou a spoľahlivosťou. Môžu pracovať v drsnom prostredí, vrátane podmienok vysokej teploty, vysokých vibrácií a vysokej vlhkosti. Vďaka tomu sú vhodné pre aplikácie v leteckom a automobilovom priemysle.
V systéme riadenia letu lietadla je možné použiť resolver na monitorovanie polohy riadiacich plôch, ako sú krídelká a výškovky. Spoľahlivá spätná väzba polohy poskytovaná resolverom zaisťuje bezpečnú a presnú prevádzku lietadla.
Senzory s Hallovým efektom
Na detekciu polohy a rýchlosti motora sa používajú snímače Hallovho efektu. Pracujú na základe Hallovho javu, čo je generovanie rozdielu napätia na vodiči, keď je umiestnený v magnetickom poli a prechádza ním prúd.
V jednosmernom servomotore sa na detekciu polohy rotorových magnetov často používajú snímače Hallovho efektu. Umiestnením snímačov Hallovho efektu okolo statora motora môže regulátor určiť polohu rotora a podľa toho upraviť prúd vo vinutí statora.
Senzory s Hallovým efektom sú malé, lacné a majú rýchlu odozvu. Bežne sa používajú v lacných a veľkoobjemových aplikáciách, ako napríklad v spotrebnej elektronike a malých automatizačných systémoch.
Napríklad v malej robotickej hračke možno na ovládanie pohybu kĺbov hračky použiť snímače Hallovho efektu. Senzory poskytujú ovládaču spätnú väzbu o polohe, čo umožňuje hračke presne vykonávať jednoduché pohyby.
Ako dodávateľ jednosmerných servomotorov ponúkame širokú škálu produktov, ktoré sú kompatibilné s rôznymi typmi zariadení so spätnou väzbou. nášMini DC servo ovládačje navrhnutý tak, aby bezproblémovo spolupracoval s enkodérmi, tachometrami a inými zariadeniami so spätnou väzbou a poskytoval presné ovládanie jednosmerných servomotorov. nášNízkonapäťový servomotorje vhodný pre aplikácie, kde je potrebné minimalizovať spotrebu energie a spätnoväzbové zariadenia zabezpečujú presnú prevádzku. Navyše nášBezrámový momentový motorponúka vysoký krútiaci moment pomocou pokročilých technológií spätnej väzby.
Ak hľadáte vysoko kvalitné jednosmerné servomotory a súvisiace zariadenia so spätnou väzbou pre vašu konkrétnu aplikáciu, sme tu, aby sme vám pomohli. Vieme odborne poradiť pri výbere najvhodnejšej kombinácie spätnoväzbového zariadenia a motora pre vaše potreby. Kontaktujte nás pre obstarávanie a prediskutujeme, ako môžeme splniť vaše požiadavky na dosiahnutie optimálneho výkonu vo vašich projektoch.
Referencie
- Dorf, RC, & Bishop, RH (2017). Moderné riadiace systémy. Pearson.
- Krause, PC, Wasynczuk, O., & Sudhoff, SD (2013). Analýza elektrických strojov a pohonných systémov. Wiley.
- Johnson, RA (2006). Teória servomotorov a priemyselného riadenia. Elsevier.