หลักการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์
ระบบเซอร์โวเป็นระบบควบคุมอัตโนมัติที่ทำให้ตำแหน่ง การวางแนว สถานะ และตัวแปรควบคุมเอาต์พุตอื่นๆ ของวัตถุเป็นไปตามการเปลี่ยนแปลงโดยพลการของเป้าหมายอินพุต (หรือค่าที่กำหนด) เซอร์โวอยู่ในตำแหน่งหลักโดยพัลส์ โดยพื้นฐานแล้ว เป็นที่เข้าใจได้ว่าเมื่อเซอร์โวมอเตอร์ได้รับหนึ่งพัลส์ มันจะหมุนมุมที่สอดคล้องกันของหนึ่งพัลส์เพื่อให้เกิดการกระจัด เนื่องจากเซอร์โวมอเตอร์เองมีหน้าที่ส่งพัลส์ ดังนั้นทุกครั้งที่เซอร์โวมอเตอร์หมุนทำมุม ก็จะส่งพัลส์เป็นจำนวนที่สอดคล้องกัน ซึ่งสอดคล้องกับพัลส์ที่เซอร์โวมอเตอร์ได้รับ หรือเรียกว่าวงจรปิด ระบบจะ ทราบจำนวนพัลส์ที่ส่งไปยังเซอร์โวมอเตอร์ และจำนวนพัลส์ที่ได้รับพร้อมกัน ด้วยวิธีนี้ การหมุนของมอเตอร์สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งสามารถเข้าถึง 0.001 มม.
การจำแนกประเภทของเซอร์โวมอเตอร์
เซอร์โวมอเตอร์แบ่งออกเป็นเซอร์โว AC และเซอร์โว DC
โครงสร้างพื้นฐานของเซอร์โวมอเตอร์ AC คล้ายกับมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ (มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส) มีขดลวดกระตุ้น Wf สองตัวและขดลวดควบคุม WcoWf ที่มีระยะห่างเฟสของมุมไฟฟ้า 90 องศาบนสเตเตอร์ ซึ่งเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับคงที่ วัตถุประสงค์ของการควบคุมการทำงานของมอเตอร์คือการใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหรือการเปลี่ยนเฟสที่ใช้กับ Wc
เซอร์โวมอเตอร์ AC มีลักษณะของการทำงานที่เสถียร การควบคุมที่ดี การตอบสนองที่รวดเร็ว ความไวสูง และดัชนีความไม่เชิงเส้นที่เข้มงวดของลักษณะทางกลและลักษณะการควบคุม (น้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ ~ 15 เปอร์เซ็นต์ และน้อยกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ ~ 25 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ)
ข้อดีและข้อเสียของ DC เซอร์โวมอเตอร์
ข้อดี: การควบคุมความเร็วที่แม่นยำ ลักษณะความเร็วของแรงบิดที่ยาก หลักการควบคุมที่ง่าย การใช้งานที่สะดวก และราคาถูก
ข้อเสีย: การเปลี่ยนแปรง การจำกัดความเร็ว ความต้านทานเพิ่มเติม และการสร้างอนุภาคสึกหรอ (ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ปราศจากฝุ่นและระเบิด)
ข้อดีและข้อเสียของ AC เซอร์โวมอเตอร์
ข้อดี: ลักษณะการควบคุมความเร็วที่ดี, การควบคุมที่ราบรื่นสามารถทำได้ในย่านความเร็วทั้งหมด, แทบไม่มีการสั่นสะเทือน, ประสิทธิภาพสูงกว่า 90 เปอร์เซ็นต์, ความร้อนน้อยกว่า, การควบคุมความเร็วสูง, การควบคุมตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง (ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของเอ็นโค้ดเดอร์) แรงบิดคงที่ ความเฉื่อยต่ำ เสียงรบกวนต่ำ แปรงไม่สึกหรอ ไม่ต้องบำรุงรักษา (ใช้ได้กับสภาพแวดล้อมที่ปราศจากฝุ่นและระเบิด) ได้ในโซนการทำงานที่กำหนด
ข้อเสีย: การควบคุมมีความซับซ้อน และจำเป็นต้องกำหนดพารามิเตอร์ไดรเวอร์โดยการปรับพารามิเตอร์ PID ที่ไซต์ ทำให้ต้องเดินสายมากขึ้น
สามวิธีควบคุมเซอร์โวมอเตอร์
การควบคุมแรงบิด: โหมดการควบคุมแรงบิดคือการตั้งค่าแรงบิดเอาต์พุตของเพลามอเตอร์ภายนอกผ่านอินพุตของปริมาณอะนาล็อกไบภายนอกหรือการกำหนดที่อยู่โดยตรง
2. การควบคุมตำแหน่ง: โหมดควบคุมตำแหน่งโดยทั่วไปจะกำหนดความเร็วในการหมุนตามความถี่ของพัลส์อินพุตภายนอก และมุมการหมุนตามจำนวนพัลส์ เซอร์โวบางตัวสามารถกำหนดความเร็วและการกระจัดได้โดยตรงผ่านการสื่อสาร
โหมดความเร็ว: ความเร็วในการหมุนสามารถควบคุมได้โดยการป้อนปริมาณอะนาล็อกหรือความถี่ของพัลส์ นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดตำแหน่งโหมดความเร็วได้เมื่อมีการควบคุม PID วงนอกของอุปกรณ์ควบคุมด้านบน แต่ต้องส่งสัญญาณตำแหน่งของมอเตอร์หรือสัญญาณตำแหน่งของโหลดโดยตรงไปยังฟีดแบ็คด้านบนเพื่อคำนวณ โหมดตำแหน่งยังรองรับการตรวจจับสัญญาณตำแหน่งโดยวงแหวนรอบนอกโหลดโดยตรง ในขณะนี้ ตัวเข้ารหัสที่ปลายเพลามอเตอร์จะตรวจจับเฉพาะความเร็วของมอเตอร์ และสัญญาณตำแหน่งจะมาจากอุปกรณ์ตรวจจับที่ปลายโหลดสุดท้ายโดยตรง ข้อดีนี้คือสามารถลดข้อผิดพลาดในกระบวนการส่งข้อมูลระหว่างกลางและเพิ่มความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของทั้งระบบ