رومیکو ( رویان مهر صنعت )

ارائه دهنده خدمات جامع فنی و مهندسی

035-35246470

سرو موتور(servo motor)

مقدمه:

ماشین های الکتریکی بزرگ اعم از DC و AC عمدتا برای تبدیل انرژی پیوسته مورد استفاده قرار می گیرند، اما در برخی از کاربرد های خاص به تبدیل انرژی پیوسته نیاز نیست برای مثال می توان از حرکت بازو های رباتیک یاد کرد. در این کاربرد هدف تغییر مکان بازو از وضعیتی خاص به وضعیت دیگر است. در کاربرد هایی که تبدیل انرژی پیوسته مد نظر نباشد از ماشین های مخصوص که عمدتا در حالت موتوری مورد بهره برداری قرار میگیرند استفاده می شود. اصول مربوط به این ماشین ها شبیه ماشین های الکتریکی عادی است اما نحوه ساخت، طراحی و بهره برداری از آنها با ماشین های عادی فرق دارد.

همان گونه که می دانیم شافت ( محور ) خروجی موتورهای DC  قادر نیست تا در یک موقعیت زاویه ای خاص قرار گیرد یعنی نمی توان شافت یک موتور  DCرا تا زاویه دلخواه به چرخش در آورد. شافت موتورهای پله ای را نیز نمی توان روی زاویه خاصی تنظیم نمود. برای مثال می توانیم به موتور پله ای دستور دهیم که 5 درجه به سمت راست یا 10 درجه به سمت چپ بچرخد، اما نمی توانیم به آن بگوییم شافت خود را در موقعیت 35 درجه قرار دهد زیرا موتور پله ای دارای سیستم feedback نمی باشد و لذا موقعیت شافت آن برای موتور قابل اندازه گیری نیست. برای این منظور از نوع خاصی از موتورها که به سرو موتور ها مشهورند باید استفاده کرد.

 

انواع سرو موتور ها

سروو موتور ها در سه نوعBrushed, Coreless, Brushless تولید می شوند که اغلب سروو موتور ها به دلایل زیر از نوع Brushless میباشند.

مزایای موتورهای براشلس(Brushless):

  • عدم وجود جاروبک (که وجود آن موجب ایجاد جرقه و اصطحکاک و ازبین رفتن جاروبک می شود).
  • کار تحت هر خواسته ای از جمله توقف و حرکت دائم یا معکوس شدن
  • بازدهی بالا
  • قدرت و گشتاور بالاتر

این موتورها به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند.

  • سرو موتور های AC
  • سرو موتور های DC

موتورهای DC:

موتور DC همانطور که از نامش پیداست، با ولتاژ ترمینال و جریان “مستقیم”، و یا ثابت کار می­کند. در موتورهای DC  از یک سوئیچ مکانیکی و یا کموتاتوربرای تبدیل جریان ترمینال، که ثابت یا DC است، به جریان متناوب در آرماتور ماشین استفاده می­شود.موتورهای DC معمولا در دو نوع گسترده مورد استفاده قرار می­گیرند.

یکی از این مجموعه ها مربوط به زمانی می شود که منبع قدرت DC  است. به همین دلیل است که موتورها در اتومبیل ها، همه DC هستند، از موتوری که فن خنک کننده موتور را به حرکت در می­آورد ومحفظه تهویه گرفته تا استارتر موتور.

دلیل دوم برای استفاده از موتورهای DC آن است که مشخصه سرعت گشتاور آن ها ساده تر و مناسب تر از موتورهای ac است.  به همین دلیل اکثر موتورهای کشش و سروو ،ماشین های DC  بوده اند. به عنوان مثال، موتورهایی که وسایل نقلیه ریلی را به حرکت در می آورند، تا همین اواخر، منحصرا از نوع DC بوده اند.
کموتاتور مکانیکی و جاروبک های مرتبط با آن به چند دلیل مشکل آفرین هستند، و به همین دلیل، ظهور نیمه هادی های پر قدرت ارزان تر منجر به استفاده از ماشین های AC شده است. به عنوان مثال، موتورهای القایی در حال حاضر کاربرد مخصوصی در راه آهن پیدا کرده اند.

دسته­ای از دستگاه­ها که به عنوان  بدون جاروبک شناخته شده است در واقع دسته­ای از ماشین­های سنکرون است که با مجموعه ای از سوئیچ های نیمه هادی تحت کنترل موقعیت روتور همراه  می­باشد. این ماشین­ها دارای ویژگی­های شبیه به ماشین­های کموتاتور هستند.

موتورهای AC

موتورهای الکتریکی که برای کار  با جریان متناوب (AC) طراحی شده­اند  بطور گسترده به دو دسته طبقه بندی میشوند: سنکرون و آسنکرون.

موتورهای AC با ایجاد یک میدان مغناطیسی که سیم پیچی های استاتور آن را می­سازد ​​و سپس القای این نیرو به رتور و چرخش رتور حول میدان مغناطیسی کار می کند. ماشین های سنکرون معمولا دارای یک میدان مغناطیسی­اند که نسبت  به روتور ثابت است، در نتیجه با همان سرعت میدان مغناطیسی استاتور می­چرخند. میدان مغناطیسی در موتورهای القایی ، همانگونه که از نام پیداست، ناشی از حرکت روتور در میدان مغناطیسی استاتور است.

امروزه موتورهای القایی صرفه اقتصادی زیادی داشته و در تعداد زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.ماشین های القایی ساده،با دوام و معمولا برای تولید ارزان هستند.سطح انتقال قدرت آنها ازچند صد وات گرفته تا صدها اسب بخار (شاید نیم مگاواتی) می رسد.
موتورهای سنکرون هیچوقت به عنوان ماشین های القایی مورد استفاده قرار نمی گیرند، زیرا روتور  آن ها پیچیده تر است و نیاز به راه اندازی دارد.

با این حال، موتورهای سنکرون در برنامه­های بزرگ صنعتی کاربردارند. به طور کلی از موتورهای سنکرون در شرایطی استفاده می­شود که نیاز به  ارائه ضریب قدرت پیشفاز و کمک به پایداری ولتاژ برای بهبود ضریب قدرت باشد. همچنین در توان­های بالا نسبت به چند صد اسب بخار، ماشینهای سنکرون نسبت به ماشین­های القایی اغلب کارآمدتر هستند و به طور گسترده آن ها را به جای ماشین های القایی انتخاب می کنند.
درحالیکه موتور سنکرون  و القایی در مقابل فرکانس منبع AC ثابت کار می کنند، هر دو (تقریبا) سرعت ثابتی دارند. با این حال، زمانی که منبع AC با فرکانس قابل تنظیم به آن وصل شود، هر دو موتور می توانند درایوهایی با سرعت قابل تنظیم تشکیل دهند.  تفاوت های مهمی بر اساس روش کنترل بین این دو وجود دارد

مزایای سروموتورAC نسبت به سروموتور DC:

  • سرو موتورهای AC  همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهایAC همیشه به موتورهایDC  ترجیح­ داده ­می­شوند. مزایای سرو موتورهای AC  به سرو موتورهایDC  شامل موارد زیر است :

    - روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشین های DC  از نظر ساختاری، محکمتر هستند.

    ۲- سرو موتورهایAC  دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

    ۳- هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتورDC  وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

    ۴- بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ، قطر آن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد. این امر به جلوگیری از Over Shoot  در مکـانیسم سـرو کمک می کند. یک سرو موتور AC اصولا یک موتور دو فاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن.

  • توان مکانیکی خروجی یک سرو موتورAC  از ۲ وات تا چند صد وات تغییر می کند. مــوتور های بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند و اگر با مشـخصات گشتـاور - سرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربردهای سرو بسیار مشکل ساز خواهند شد. سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سرو و شماری از کاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.                                                                                  

کاربرد سرو موتور در کجاست؟

سرو موتور ها در هر جایی که الکترو موتور ها کاربرد دارد می توان استفاده کرد اما به دلیل قیمت بالای آن نسب به الکترو موتور ها، ما تنها در جاهایی از سرو موتور استفاده می کنیم که عملاً با الکترو موتور های معمولی کار به خوبی انجام نمی شود و نیاز به دقت و سرعت عمل بالایی داریم

  • در پایین برخی از دستگاه ها و مکان هایی که سرو موتور در آنها استفاده می شود را ذکر کرده ایم:
  • ماشین آلات نساجی
  • ماشین آلات چاپ
  • سینما ۵ بعدی و ۳ بعدی
  • دستگاه های تزریق پلاستیک
  • دستگاه های پزشکی
  • دستگاه های CNC فلزات،چوب،طلا
  • ماشین آلات و دستگاه های تولید قطعات الکترونیکی

طریقه راه اندازی سرو موتور

جهت راه اندازی موتور های سروو باید از درایور آنها که به سرو درایو معروف هستند استفاده نمود. سرو درایو یا به صورت تکفاز و یا به صورت ۳ فاز ارائه می شوند، سرو درایو دارای مزایای زیر میباشد:

  • ۱- ورودی تکفاز و خروجی ۳ فاز
  • ۲- پشتیبانی و خواندن تمامی انکودرهای موجود در بازار
  • ۳- قابلیت شبکه شدن درایو ها با چندین درایو و یا کنترلر دیگر از طریق شبکه Modbus ,Can, Field Bus
  • ۴- حذف لرزش بار در سرعت های بالا و کارهای دقیق با فانکشن های تخصصی
  • ۵- پاسخ زمانی بسیار بالا
  • ۶- ایجاد سرعت ثابت در دور های بسیار پایین
  • ۷- داشتن گیربکس الکترونیکی داینامیک و امکان تغییر مقادیر به صورت آنلاین
  • ۸- تحمل اضافه بار تا ۳۰۰%
  • ۹- داشتن ارتباط همزمان از طریق ۲ شبکه ارتباطی برای کاربردهای حرفه ای
  • ۱۰- ایجاد  homingبر روی درایو با تعیین آفست موقعیت پس از پالس
  • 11- ایجاد مدهای کنترل  speed, position, torque و قابلیت تغییر مد به صورت داینامیک
  • ۱۲- دقت بسیار بالا

 

 

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.