Principio de funcionamiento del servomotor
El servosistema es un sistema de control automático que hace que la posición, la orientación, el estado y otras variables controladas por la salida del objeto sigan los cambios arbitrarios del objetivo de entrada (o valor dado). El servo se posiciona principalmente por pulsos. Básicamente, se puede entender que cuando el servomotor recibe un pulso, rotará el ángulo correspondiente de un pulso para realizar el desplazamiento. Debido a que el servomotor en sí tiene la función de enviar pulsos, por lo que cada vez que el servomotor gira un ángulo, enviará un número correspondiente de pulsos, que corresponde al pulso recibido por el servomotor, o llamado circuito cerrado, El sistema saber cuántos pulsos se envían al servomotor y cuántos pulsos se reciben al mismo tiempo. De esta forma, la rotación del motor se puede controlar con precisión para lograr un posicionamiento preciso, que puede llegar a 0,001 mm.
Clasificación de servomotores
Los servomotores se dividen en servo AC y servo DC.
La estructura básica del servomotor de CA es similar a la del motor de inducción de CA (motor asíncrono). Hay dos bobinados de excitación Wf y un bobinado de control WcoWf con un desplazamiento del espacio de fase de un ángulo eléctrico de 90 grados en el estator, que están conectados a un voltaje de CA constante. El propósito de controlar la operación del motor es usar el voltaje de CA o el cambio de fase aplicado a Wc.
El servomotor de CA tiene las características de operación estable, buena capacidad de control, respuesta rápida, alta sensibilidad y un estricto índice de no linealidad de las características mecánicas y las características de regulación (menos del 10 por ciento ~ 15 por ciento y menos del 15 por ciento ~ 25 por ciento respectivamente).
Ventajas y desventajas del servomotor de CC
Ventajas: control de velocidad preciso, características de velocidad de par duras, principio de control simple, uso conveniente y precio económico.
Desventajas: conmutación de escobillas, limitación de velocidad, resistencia adicional y generación de partículas de desgaste (no apto para ambientes sin polvo y explosivos).
Ventajas y desventajas del servomotor AC
Ventajas: buenas características de control de velocidad, se puede lograr un control suave en toda la zona de velocidad, casi sin vibración, más del 90 por ciento de alta eficiencia, menos calor, control de alta velocidad, control de posición de alta precisión (dependiendo de la precisión del codificador), par constante, baja inercia, bajo nivel de ruido, sin desgaste de escobillas, sin mantenimiento (aplicable a entornos sin polvo y explosivos) se puede lograr en la zona de operación nominal.
Desventajas: el control es complejo y los parámetros del controlador deben determinarse ajustando los parámetros PID en el sitio, lo que requiere más cableado.
Tres métodos de control de servomotor.
Control de par: el modo de control de par es establecer el par de salida del eje del motor externamente a través de la entrada de cantidad analógica bai externa o la asignación de dirección directa.
2. Control de posición: el modo de control de posición generalmente determina la velocidad de rotación por la frecuencia del pulso de entrada externo y el ángulo de rotación por el número de pulsos. Algunos servos pueden asignar directamente la velocidad y el desplazamiento a través de la comunicación.
Modo de velocidad: la velocidad de rotación se puede controlar mediante la entrada de cantidad analógica o la frecuencia de pulso. El modo de velocidad también se puede posicionar cuando hay un control PID de lazo externo del dispositivo de control superior, pero la señal de posición del motor o la señal de posición de la carga directa deben enviarse a la retroalimentación superior para el cálculo. El modo de posición también admite la detección de la señal de posición por el anillo exterior de carga directa. En este momento, el codificador en el extremo del eje del motor solo detecta la velocidad del motor, y la señal de posición la proporciona el dispositivo de detección en el extremo de la carga final directa. Esta ventaja es que puede reducir el error en el proceso de transmisión intermedia y aumentar la precisión de posicionamiento de todo el sistema.