Сервопривод - що це таке? Пристрій, установка і принцип роботи сервоприводу

Багато хто задає питання: сервопривід - що це таке? Класична конструкція сервоприводу включає в себе двигун, датчик позиціонування і Трьохконтурне керуючу систему (регуляція позиції, швидкості і струму).

Слово «серво» має латинське походження «servus», дослівно перекладається як «раб», «помічник», «прислужник».

У машинобудівній галузі пристрої виступали в ролі допоміжних компонентів (привід подачі в верстаті, роботі і т.д.). Однак сьогодні ситуація змінилася, і головне призначення сервоприводу укладено в реалізації в області сервомеханизмов.

Установка сервоприводу виправдана в тому випадку, коли звичайні перетворювачі частоти регулюють точність роботи в недостатній мірі.

Застосування приладів високої якості необхідно в обладнанні, що відрізняється високим рівнем продуктивності.

У цій статті буде розказано про сервопривід, що це таке і як він функціонує.

Області використання пристрою

У сучасному світі, коли автоматизація зайняла міцні позиції в усіх галузях машинобудування, конструкція всіх механізмів помітно унифицировалась. При цьому застосовуються сучасні індивідуальні приводи.

Для того, щоб зрозуміти, сервопривід, що це таке, слід знати сферу застосування пристрою.

Пристрої містять прецизійні конструкції підтримки швидкості в промислових роботів і верстатах з високою точністю. Вони монтуються на свердлильних обладнанні, в різних системах транспорту та механізмах допоміжного характеру.

Саме широке застосування прилади знайшли в наступних сферах:

виготовлення паперу і упаковок;
виготовлення листів з металу;
оброблення матеріалів;
виробництво транспортного устаткування;
деревообробна промисловість;
виготовлення будматеріалів.

Сервоприводи на багажник автомобіля

Існує безліч моделей сервоприводів для багажника машини від різних виробників. Розглянемо функціональність такого пристрою, як сервопривід багажника від вітчизняного виробника «Автозебра». Пристрій розрахований на російські автомобілі, але не тільки. Наприклад, воно може використовуватися в автомобілі «Рено Логан».

За відгуками користувачів, ця конструкція відрізняється зручністю. Вона дозволяє, не виходячи з авто, здійснювати відкривання і закривання багажника.

Управління пристроєм здійснює за допомогою кнопки, вмонтованої в салон автомобіля або ж в брелок сигналізації.

Причина широкого використання приладу

Причиною частого застосування сервоприводів стали:

можливість отримання управління, що відрізняється високою точністю і стабільним функціонуванням;
широкий діапазон контролю швидкості;
високий рівень стійкості до перешкод;
маленький розмір і вага пристрою.

Принцип функціонування сервоприводу

Як же працює пристрій? Сервопривод, принцип роботи якого заснований на зворотному зв`язку з одним або більше системними сигналами, регулює об`єкт. Вихідний показник влаштування надходить на вхід, де йде порівняння з задає дією.

особливості механізму

Пристрій сервоприводу володіє двома основними особливостями:

здатністю підвищувати потужність;
забезпеченням зворотнього інформаційного зв`язку.

Посилення потрібно з тією метою, що потрібна на виході енергія дуже висока (надходить із зовнішнього джерела), а на вході її показник незначний.

Зворотній зв`язок - це не що інше, як контур із замкнутою схемою, в якому сигнали не узгоджені на вході і виході. Цей процес застосовується для управління.

Звідси випливає висновок: контур при прямому напрямку служить передавачем енергії, а при зворотному напрямку - передавачем інформації, яка потрібна для точності управління.

Харчування і цоколевка роз`ємів пристрою

Сервопривод, принцип роботи якого можна застосувати в радіокерованих конфігураціях, зазвичай володіє трьома проводами:

Відео: Мікроконтролери і сервопривід

Сигналізує. По ньому здійснюється передача імпульсу. Як правило, провід пофарбований у білий, жовтий або ж червоний колір.
Годує. Показник його потужності становить від 4,8 до 6 В. Найчастіше, це червоний провід.
Заземляючим. Провід чорний або коричневий.

Відео: Триходовий клапан з сервоприводом ESBE Часть3

розміри приводів

За розмірами агрегати поділяються на три категорії:

мікропривід;
стандартні модифікації;
великі пристрої.

Зустрічаються сервоприводи і з іншими показниками розмірів, проте перераховані вище види становлять 95% від усіх пристроїв.

Основні характеристик виробу

Робота сервоприводу характеризується двома основними показниками: швидкістю повороту і зусилля на валу. Перша величина є показником часу, який вимірюється в секундах. Зусилля міряється в кг / см, тобто, який рівень зусилля розвиває механізм від центру обертання.

Взагалі даний параметр знаходиться в залежності від основного призначення пристрою, а вже потім від числа передач редуктора і використовуваних в пристрої вузлів.

Як уже згадувалося, зараз випускають механізми, що функціонують при показнику напруги харчування від 4,8 до 6 В. Найчастіше цей показник дорівнює 6 В. Однак не всі моделі розраховані на широкий діапазон напруг. Іноді двигун сервоприводу працює лише при 4,8 В або ж тільки при 6 В (останні зміни виробляються вкрай рідко).

Аналогові і цифрові модифікації

Кілька років тому все сервосхеми були аналоговими. Зараз з`явилися і цифрові конструкції. У чому ж різниця їх роботи? Давайте звернемося до інформації офіційного характеру.

Із звіту фірми Futaba слід, що за останнє десятиліття сервоприводи стали відрізнятися більш хорошими технічними показниками, ніж раніше, а також малими розмірами, високим рівнем швидкості обертання і показником елементів крутіння.

Останній виток розвитку - поява пристрою на цифровій основі. Ці агрегати мають істотні переваги навіть перед моторами колекторного типу. Хоча є і деякі мінуси.

Зовні аналогові і цифрові пристрої невиразні. Відмінності фіксуються лише на платах пристроїв. Замість мікросхеми на цифровому агрегаті можна побачити мікропроцесор, який аналізує сигнал приймача. Він і керує двигуном.

Абсолютно неправильно говорити про те, що аналогова і цифрова модифікація в корені відрізняються при функціонуванні. Вони можуть мати однакові двигунами, механізмами і потенціометрами (Змінними резисторами).

Відео: Позиціонування серводвігателя від енкодера

Основною відмінністю є спосіб переробки надходить сигналу приймача і управління двигуном. В обидва сервоприводу надходить однаковий за потужністю радіо.

Таким чином, стає зрозуміло, сервопривід, що це таке?

Принцип роботи аналогової модифікації

У аналогової модифікації отриманий сигнал порівняємо з поточним становищем сервомотора, а потім на двигун надходить сигнал підсилювача, що викликає переміщення двигуна в задану позицію Показник частоти процесу становить 50 разів за одну секунду. Це мінімальний показник часу реагування. Якщо ж ви відхиліть ручку на передавачі, то на сервопривід почнуть надходити короткі імпульси, проміжок між якими стане дорівнювати 20 м / сек. Між імпульсами на мотор нічого не надходить, і вплив ззовні може змінити функціонування пристрою в будь-яку сторону. Цей часовий проміжок називається «мертва зона».

Принцип роботи цифрової конструкції

Цифровими пристроями використовується спеціальний процесор, що функціонує на високих частотах. Він обробляє сигнал приймача і посилає імпульси управління в двигун з показником частоти в 300 разів в секунду. Так як показник частоти значно вище, то і реакція помітно швидше і тримає позицію краще. Це викликає оптимальне центрування і високий рівень крутіння. Але такий метод вимагає великих витрат енергії, тому батарея, яка використовується в аналоговому механізмі, в цій конструкції буде розряджатися набагато швидше.

Однак всі користувачі, які хоч якось зіткнулися з цифровою моделлю, говорять про те, що її відмінність з аналогової конструкцією настільки значно, що вони ніколи б більше не вживали останню.