I. Step motorlar ile servolar ve servo motorlar arasındaki farklar

Kademeli motor: açık döngü kontrol elemanı kademeli motor parçalarının açısal yer değiştirmesine veya hat yer değiştirmesine dönüşen elektrik darbe sinyalidir. Basitçe söylemek gerekirse, açıyı ve dönüş sayısını kontrol etmek için elektrik darbe sinyaline dayanır. Bu yüzden ne kadar dönüş olduğunu belirlemek için yalnızca nabız sinyaline güveniyor. Sensör olmadığından durma açısı sapabilir. Ancak hassas darbe sinyali sapmayı en aza indirir.

Servo motor: dönme konumunu kontrol etmek için sensör aracılığıyla motorun hızını kontrol etmek için servo kontrol devresine güvenin. Yani konum kontrolü çok hassastır. Ve dönme hızı da değişkendir.

Servo (Elektronik Servo): Servo'nun ana bileşeni servo motordur. Servo motor kontrol devresi + redüksiyon dişlisi setini içerir. Evet, servo motorda redüksiyon dişlisi seti yok. Ve servonun bir redüksiyon dişli seti var.

Limit servosu durumunda, dümen kolunun dönüş açısını belirlemek için çıkış milinin altındaki bir potansiyometreye dayanır. Servo sinyal kontrolü, bir mikro denetleyicinin bu sinyali kolayca oluşturabildiği darbe genişliği modülasyonlu (PWM) bir sinyaldir.

II. Step motorun temel prensibi

Nasıl çalışır:

Normalde bir motorun rotoru kalıcı bir mıknatıstır ve stator sargılarından akım geçtiğinde stator sargıları bir vektör manyetik alan üretir. Bu manyetik alan, rotorun belirli bir açıyla dönmesine neden olacaktır, böylece rotorun manyetik alan çiftinin yönü, statorun manyetik alanının yönü ile aynı olacaktır. Statorun vektör manyetik alanı bir açıyla döndüğünde. Rotor da bu manyetik alanla belirli bir açıyla döner. Her giriş elektrik darbesi için motor bir açısal adım ileri doğru döner. Çıkış açısal yer değiştirmesi, giriş darbelerinin sayısıyla orantılıdır ve dönüş hızı, darbelerin frekansıyla orantılıdır. Sargılara enerji verilme sırası değiştirildiğinde motor tersine döner. Bu nedenle, darbelerin sayısı ve sıklığı ile motorun her fazının sargılarına enerji verilme sırası, step motorun dönüşünü kontrol etmek için kontrol edilebilir.

Isı üretimi prensibi:

Genellikle her türlü motoru görürüz; içleri demir çekirdekli ve sargı bobinlidir. Sargı direnci, güç kaybı, kayıp boyutu ve direnci üretecektir ve akım kareyle orantılıdır, bu genellikle bakır kaybı olarak anılır, eğer akım standart DC veya sinüs dalgası değilse, aynı zamanda harmonik kayıp da üretecektir; çekirdek histerezis girdap akımı etkisine sahiptir, alternatif manyetik alanda da kayıp üretecek, malzemenin boyutu, akım, frekans, voltaj ile ilgili, buna demir kaybı denir. Bakır kaybı ve demir kaybı, ısı üretimi şeklinde kendini gösterecek ve dolayısıyla motorun verimini etkileyecektir. Adım motoru genellikle konumlandırma doğruluğunu ve tork çıkışını takip eder, verimlilik nispeten düşüktür, akım genellikle daha büyüktür ve harmonik bileşenler yüksektir, akımın frekansı hız ve değişimle değişmektedir, bu nedenle adım motorları genellikle bir ısınma durumuna sahiptir ve durum genel AC motordan daha ciddidir.

III. Dümen yapısı

Servo esas olarak bir mahfaza, bir devre kartı, bir tahrik motoru, bir dişli redüktörü ve bir konum algılama elemanından oluşur. Çalışma prensibi, alıcının servoya bir sinyal göndermesi ve devre kartı üzerindeki IC'nin çekirdeksiz motoru dönmeye başlaması için sürmesi ve gücün redüksiyon dişlisi aracılığıyla salınım koluna iletilmesi ve aynı zamanda konum dedektörünün konumlandırmaya ulaşıp ulaşmadığını belirlemek için bir sinyal geri göndermesidir. Konum dedektörü aslında değişken bir dirençtir. Servo döndüğünde direnç değeri buna göre değişecektir ve direnç değeri tespit edilerek dönme açısı bilinebilir. Genel servo motor, üç kutuplu bir rotorun etrafına sarılmış ince bir bakır teldir; bobinden geçen akım manyetik bir alan oluşturur ve rotor mıknatısının çevresi itme üretir ve bu da dönme kuvveti oluşturur. Fiziğe göre, bir nesnenin eylemsizlik momenti kütlesiyle doğru orantılıdır, dolayısıyla döndürülecek nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, gereken kuvvet de o kadar büyük olur. Hızlı dönüş hızı ve düşük güç tüketimi elde etmek için servo, çok ince içi boş bir silindir halinde bükülmüş ince bakır tellerden yapılmış olup, kutupları olmayan çok hafif bir içi boş rotor oluşturur ve içi boş fincan motoru olan silindirin içine mıknatıslar yerleştirilir.

Farklı çalışma ortamlarına uyum sağlamak amacıyla su geçirmez ve toz geçirmez tasarımlara sahip servolar mevcuttur; ve farklı yük gereksinimlerine yanıt olarak servolar için plastik ve metal dişliler mevcuttur ve servolar için metal dişliler genellikle yüksek torklu ve yüksek hızlıdır, bu sayede dişlilerin aşırı yükler nedeniyle kırılmaması avantajı sağlanır. Daha yüksek dereceli servolar, dönüşü daha hızlı ve daha doğru hale getirmek için bilyalı rulmanlarla donatılacaktır. Bir bilyalı rulman ile iki bilyalı rulman arasında fark vardır, elbette iki bilyalı rulman daha iyidir. Yeni FET servoları temel olarak düşük iç direnç avantajına ve dolayısıyla normal transistörlere göre daha az akım kaybına sahip olan FET (Alan Etkili Transistör) kullanıyor.

IV. Servo çalışma prensibi

Pwm dalgasından iç devreye bir öngerilim voltajı üretmek için, kontaktör jeneratörü redüksiyon dişlisi aracılığıyla potansiyometreyi hareket ettirecek şekilde hareket ettirir, böylece voltaj farkı sıfır olduğunda motor durur, böylece servo etkisi elde edilir.

Servo PWM'lerin protokolleri aynıdır ancak ortaya çıkan en son servolar farklı olabilir.

Protokol genellikle şöyledir: servoyu farklı açılardan dönecek şekilde kontrol etmek için 0,5 ms ~ 2,5 ms'lik yüksek seviye genişlik.

V. Servo motorlar nasıl çalışır?

Aşağıdaki şekil, LM675 güç işlemsel amplifikatörü ile yapılmış bir servo motor kontrol devresini göstermektedir ve motor bir DC servo motordur. Şekilden görülebileceği gibi, LM675 güç işlemsel yükselticisi 15V ile beslenir ve LM675 işlemsel yükselticisinin RP 1'e kadar faz içi girişine 15V voltaj eklenir ve LM675'in çıkış voltajı servo motorun girişine eklenir. Motor, motor hızının gerçek zamanlı tespiti için bir hız ölçüm sinyali üreteci ile donatılmıştır. Aslında hız sinyali üreteci bir tür jeneratördür ve çıkış voltajı dönme hızıyla orantılıdır. Hız ölçüm sinyali üretecinden (G) gelen voltaj çıkışı, bir voltaj bölücü devreden sonra bir hız hatası sinyali olarak işlemsel yükselticinin evirici girişine geri beslenir. Hız komut potansiyometresi RP1 tarafından ayarlanan voltaj değeri, referans voltajına eşdeğer olan R1.R2 tarafından voltaj bölündükten sonra işlem yükselticisinin faz içi girişine eklenir.

Servo motorun kontrol şeması

Servomotor: Servomotor için M harfi ile gösterilir, tahrik sisteminin güç kaynağıdır. Operasyonel amplifikatör: devre adıyla gösterilir, yani LM675, servo motor için sürücü akımını sağlayan, servo kontrol devresindeki bir amplifikatör parçasıdır.

Hız komut potansiyometresi RP1: Devredeki işlemsel yükselticinin referans voltajını, yani hız ayarını ayarlar. Amplifikatör kazanç ayarlama potansiyometresi RP2: Devrede sırasıyla amplifikatör kazancına ve hız geri besleme sinyalinin boyutuna ince ayar yapmak için kullanılır.

Motorun yükü değiştiğinde, işlemsel yükselticinin ters girişine geri beslenen voltaj da değişir, yani motorun yükü arttığında hız azalır ve hız sinyali üretecinin çıkış voltajı da azalır, böylece işlemsel yükselticinin ters girişindeki voltaj azalır ve bu voltaj ile referans voltajı arasındaki fark artar ve işlemsel yükselticinin çıkış voltajı artar. Bunun tersine, yük küçülüp motor hızı arttığında, hız ölçüm sinyali üretecinin çıkış voltajı yükselir, işlemsel yükselticinin ters girişine eklenen geri besleme voltajı artar, bu voltaj ile referans voltajı arasındaki fark azalır, işlemsel yükseltecin çıkış voltajı düşer ve motor hızı buna göre azalır, böylece dönme hızı otomatik olarak ayarlanan değerde sabitlenebilir.