Hoe de Servo Motor werkt..

Hoe werkt een servomotor? Een servomotor is een elektromechanisch apparaat dat koppel en snelheid produceert op basis van de geleverde stroom en spanning. Een servomotor werkt als onderdeel van een gesloten lussysteem dat koppel en snelheid levert zoals bevolen door een servocontroller die een feedbackapparaat gebruikt om de lus te sluiten. Het feedbackapparaat levert informatie zoals stroom, snelheid of positie aan de servocontroller, die de motoractie aanpast afhankelijk van de parameter commando's.

content provided by Kollmorgen

Servomotoren zijn verkrijgbaar in een uitgebreide verscheidenheid aan soorten, vormen en maten. De term servo werd voor het eerst gebruikt in 1859 door Joseph Facort, die een feedbackmechanisme implementeerde om te helpen bij het besturen van een schip met stoom om de roeren te besturen. Een servomotor maakt deel uit van een servomechanisme dat bestaat uit drie belangrijke elementen: een motor, een feedbackapparaat en besturingselektronica. De motor kan AC of DC zijn, geborsteld of borstelloos, roterend of lineair, en van elke grootte. Het feedbackapparaat kan een potentiometer, Hall-effect apparaat, toerenteller, resolver, encoder, lineaire transducer of een andere sensor zijn, naargelang behoefte. Het servosysteem wordt voltooid door de besturingselektronica die de motor aandrijft en de feedbackgegevens en opdrachtreferentie vergelijkt om te controleren of de servomotor werkt zoals bevolen. Er zijn vele soorten servomotortoepassingen, van eenvoudige DC-motoren die worden gebruikt in hobbytoepassingen (zoals modelvliegtuigen) tot geavanceerde borstelloze motoren aangedreven door complexe bewegingscontrollers die worden gebruikt voor meerassige bewerkingscentra.

Een voorbeeld van een gemeenschappelijk servomechanisme is een cruise control voor voertuigen die bestaat uit een motor (de motor), een snelheidssensor (feedback) en elektronica om de voertuigsnelheid te vergelijken met de ingestelde snelheid. Als het voertuig vertraagt, voert de sensor deze gegevens door naar de elektronica, die op zijn beurt het gas naar de motor verhoogt om de snelheid op te voeren tot het gewenste instelpunt - een eenvoudig gesloten lussysteem.

Een eenvoudige industriële servomotor bestaat uit een dc-motor met permanente magneet met een integrale toerenteller die een uitgangsspanning levert die evenredig is met de snelheid. De aandrijfelektronica levert de benodigde spanning en stroom aan de motor op basis van de spanning die wordt teruggevoerd door de toerenteller. In dit voorbeeld wordt een gecommandoeerde snelheid (weergegeven als een commandoreferentiespanning) ingesteld in de driver, waarna het circuit in de driver de feedbackspanning van de toerenteller vergelijkt en bepaalt of de gewenste snelheid is bereikt - bekend als een gesloten snelheidslus. De snelheidslus bewaakt de gecommandoeerde snelheid en toerentellerfeedback, terwijl de driver het vermogen aan de motor aanpast om de gewenste gecommandoeerde snelheid te behouden.

In een geavanceerder servomotorsysteem zijn meerdere ingebedde lussen afgestemd voor optimale prestaties om nauwkeurige motion control te bieden. Het systeem bestaat uit stroom-, snelheids- en positielussen die gebruik maken van precisie-feedbackelementen. Elke lus signaleert de volgende lus en bewaakt de juiste feedbackelementen om real-time correcties uit te voeren die overeenkomen met de parameter commando's.

De basislus is de stroom- of koppellus. Stroom is evenredig met het koppel in een roterende motor (of kracht in een lineaire motor), die versnelling of stuwkracht biedt. Een stroomsensor is het apparaat dat feedback geeft met betrekking tot de stroom die door de motor stroomt. De sensor stuurt een signaal terug naar de besturingselektronica - meestal een analoog of digitaal signaal dat evenredig is met de motorstroom. Dit signaal wordt afgetrokken van het gecommandoeerde signaal. Wanneer de servomotor op de gecommandoeerde stroom staat, zal de lus worden voldaan totdat de stroom onder de gecommandoeerde stroom daalt. De lus zal dan de stroom verhogen totdat de gecommandoeerde stroom is bereikt, waarbij de cyclus wordt voortgezet met subse seconde updatesnelheden.

De snelheidslus werkt op dezelfde manier met spanning die evenredig is met de snelheid. De snelheidslus stuurt de stroomlus een commando om de stroom te verhogen (dus de spanning te verhogen) wanneer de snelheid onder de gecommandoeerde snelheid daalt.

De positielus accepteert een commando voor een PLC of bewegingscontroller, die op zijn beurt een snelheidscommando biedt dat wordt ingevoerd in de snelheidslus, die op zijn beurt de vereiste stroom beveelt om de motor te versnellen, te onderhouden en te vertragen om naar de gecommandoeerde positie te gaan. Alle drie de lussen werken in geoptimaliseerde synchronisatie om een soepele en nauwkeurige bediening van het servomechanisme te bieden.

Meer over servo motoren