I. Forskjeller mellom trinnmotorer og servoer og servomotorer

Trinnmotor: er det elektriske pulssignalet til vinkelforskyvning eller linjeforskyvning av trinnmotordelene for åpen sløyfe-kontrollelement. Enkelt sagt er den avhengig av det elektriske pulssignalet for å kontrollere vinkelen og antall svinger. Så han stoler bare på pulssignalet for å bestemme hvor mye rotasjon. Siden det ikke er noen sensor, kan stoppvinkelen avvike. Imidlertid minimerer det nøyaktige pulssignalet avviket.

Servomotor: stol på servokontrollkretsen for å kontrollere hastigheten på motoren, gjennom sensoren for å kontrollere rotasjonsposisjonen. Så posisjonskontrollen er veldig presis. Og rotasjonshastigheten er også variabel.

Servo (elektronisk servo): Hovedkomponenten i servoen er servomotoren. Den inneholder servomotorkontrollkrets + reduksjonsgirsett. Å ja, servomotoren har ikke reduksjonsgir. Og servoen har et reduksjonsgirsett.

Når det gjelder en grenseservo, er den avhengig av et potensiometer under utgangsakselen for å bestemme styrevinkelen til rorarmen. Servosignalkontrollen er et pulsbreddemodulert (PWM) signal, hvor en mikrokontroller enkelt kan generere dette signalet.

II. Trinnmotor grunnleggende prinsipp

Slik fungerer det:

Normalt er rotoren til en motor en permanent magnet, og når strømmen flyter gjennom statorviklingene produserer statorviklingene et vektormagnetisk felt. Dette magnetfeltet vil drive rotoren til å rotere med en vinkel, slik at retningen til paret av magnetiske felter til rotoren vil være den samme som retningen til statorens magnetiske felt. Når vektormagnetfeltet til statoren roterer med en vinkel. Rotoren roterer også i en vinkel med dette magnetfeltet. For hver elektrisk inngangspuls roterer motoren ett vinkeltrinn fremover. Dens utgangsvinkelforskyvning er proporsjonal med antall inngangspulser, og rotasjonshastigheten er proporsjonal med frekvensen til pulsene. Ved å endre rekkefølgen som viklingene aktiveres i, reverserer motoren. Derfor kan antallet og frekvensen av pulser og rekkefølgen for energisering av viklingene til hver fase av motoren kontrolleres for å kontrollere rotasjonen av trinnmotoren.

Prinsippet for varmeutvikling:

Vanligvis ser alle typer motorer, interne er jernkjerne og viklingsspole. Viklemotstand, kraft vil produsere tap, tap størrelse og motstand og strømmen er proporsjonal med kvadratet, som ofte refereres til som kobber tap, hvis strømmen ikke er standard DC eller sinusbølge, vil også produsere harmonisk tap; kjernen har hysterese virvelstrøm effekt, i det vekslende magnetfeltet vil også produsere tap, størrelsen på materialet, strøm, frekvens, spenning relatert, som kalles jern tap. Kobbertap og jerntap vil manifestere seg i form av varmeutvikling, og dermed påvirke motorens effektivitet. Trinnmotor forfølger generelt posisjoneringsnøyaktighet og dreiemomentutgang, effektiviteten er relativt lav, strømmen er generelt større, og de harmoniske komponentene er høye, frekvensen til strømmen veksler med hastigheten og endringen, så trinnmotorer har generelt en varmesituasjon, og situasjonen er mer alvorlig enn den generelle AC-motoren.

III. Rorkonstruksjon

Servoen består hovedsakelig av et hus, et kretskort, en drivmotor, en girredusering og et posisjonsdeteksjonselement. Dens arbeidsprinsipp er at mottakeren sender et signal til servoen, og IC på kretskortet driver den kjerneløse motoren til å begynne å rotere, og kraften overføres til svingarmen gjennom reduksjonsgiret, og samtidig sender posisjonsdetektoren et signal tilbake for å avgjøre om den har kommet til posisjoneringen eller ikke. Posisjonsdetektoren er faktisk en variabel motstand. Når servoen roterer, vil motstandsverdien endres tilsvarende, og rotasjonsvinkelen kan bli kjent ved å detektere motstandsverdien. Generell servomotor er en tynn kobbertråd viklet rundt en tre-polet rotor, når strømmen flyter gjennom spolen vil generere et magnetisk felt, og periferien av rotormagneten for å produsere frastøting, som igjen genererer rotasjonskraften. I følge fysikk er treghetsmomentet til et objekt direkte proporsjonalt med dets masse, så jo større massen til objektet som skal roteres, jo større kraft kreves det. For å oppnå rask rotasjonshastighet og lavt strømforbruk er servoen laget av tynne kobbertråder vridd inn i en veldig tynn hul sylinder, og danner en veldig lett hulrotor uten poler, og magneter er plassert inne i sylinderen, som er hulkoppmotoren.

For å passe til ulike arbeidsmiljøer finnes det servoer med vanntett og støvtett design; og som svar på ulike belastningskrav, er det plast- og metallgir for servoer, og metallgir for servoer har generelt høyt dreiemoment og høyhastighets, med den fordelen at girene ikke vil bli fliset på grunn av for stor belastning. Servoer av høyere kvalitet vil være utstyrt med kulelager for å gjøre rotasjonen raskere og mer nøyaktig. Det er forskjell på ett kulelager og to kulelager, selvfølgelig er de to kulelagrene bedre. De nye FET-servoene bruker hovedsakelig FET (Field Effect Transistor), som har fordelen av lav intern motstand og derfor mindre strømtap enn vanlige transistorer.

IV. Servo prinsipp for drift

Fra pwm-bølgen inn i den interne kretsen for å generere en forspenning, vil kontaktorgeneratoren gjennom reduksjonsgiret drive potensiometeret til å bevege seg, slik at når spenningsforskjellen er null, stopper motoren, for å oppnå effekten av servo.

Protokollene for servo-PWM-er er alle de samme, men de siste servoene som vises, kan være annerledes.

Protokollen er generelt: høynivåbredde i 0,5 ms ~ 2,5 ms for å kontrollere servoen til å svinge gjennom forskjellige vinkler.

V. Hvordan servomotorer fungerer

Figuren nedenfor viser en servomotorkontrollkrets laget med en effekt operasjonsforsterker LM675, og motoren er en DC-servomotor. Som det fremgår av figuren, tilføres effektoperasjonsforsterkeren LM675 av 15V, og 15V spenningen legges til i-fase inngangen til operasjonsforsterkeren LM675 gjennom RP 1, og utgangsspenningen til LM675 legges til inngangen til servomotoren. Motoren er utstyrt med en hastighetsmålingssignalgenerator for sanntidsdeteksjon av motorhastigheten. Faktisk er hastighetssignalgeneratoren en slags generator, og utgangsspenningen er proporsjonal med rotasjonshastigheten. Spenningsutgangen fra hastighetsmålesignalgeneratoren G føres tilbake til den inverterende inngangen til operasjonsforsterkeren som et hastighetsfeilsignal etter en spenningsdelerkrets. Spenningsverdien satt av hastighetskommandopotensiometeret RP1 legges til i-fase-inngangen til operasjonsforsterkeren etter spenningsdeling med R1.R2, som tilsvarer referansespenningen.

Styreskjema for servomotor

Servomotor: Indikert med bokstaven M for servomotor, det er kraftkilden til drivsystemet. Operasjonsforsterker: angitt med kretsnavnet, dvs. LM675, er en forsterkerdel i servokontrollkretsen som gir drivstrømmen til servomotoren.

Hastighetskommando potensiometer RP1: Stiller inn referansespenningen til operasjonsforsterkeren i kretsen, dvs. hastighetsinnstilling. Forsterkerforsterkningsjusteringspotensiometer RP2: Brukes i kretsen for å finjustere henholdsvis forsterkerforsterkningen og størrelsen på hastighetstilbakemeldingssignalet.

Når belastningen til motoren endres, endres også spenningen som føres tilbake til den inverterte inngangen til operasjonsforsterkeren, dvs. når belastningen til motoren økes, synker hastigheten, og utgangsspenningen til hastighetssignalgeneratoren synker også, slik at spenningen ved den inverterte inngangen til operasjonsforsterkeren reduseres, og forskjellen mellom denne spenningen og referansespenningen øker til utgangsspenningen og forsterkeren. Motsatt, når belastningen blir mindre og motorhastigheten øker, øker utgangsspenningen til hastighetsmålingssignalgeneratoren, tilbakemeldingsspenningen som legges til den inverterte inngangen til operasjonsforsterkeren øker, forskjellen mellom denne spenningen og referansespenningen reduseres, utgangsspenningen til operasjonsforsterkeren reduseres, og motorhastigheten reduseres tilsvarende ved innstilt rotasjonshastighet, slik at rotasjonsverdien automatisk kan stabiliseres.