Szervohajtás (a latin servus szóból - szolga, asszisztens, szolga) vagy szervohajtás - mechanikus hajtás automatikus állapotkorrekcióval belső negatív visszacsatoláson keresztül , a kívülről beállított paramétereknek megfelelően.
A szervohajtás bármilyen típusú mechanikus hajtás (eszköz, munkatest), amely egy érzékelőt (helyzet, sebesség, erőkifejtés stb.) és egy hajtásvezérlő egységet (elektronikus áramkör vagy mechanikus összekötő rendszer) tartalmaz, amely automatikusan fenntartja a szükséges paramétereket a készüléken. érzékelő (illetve a készüléken) a beállított külső értéknek megfelelően (a vezérlőgomb helyzete vagy más rendszerek számértéke).
Egyszerűen fogalmazva, a szervohajtás egy „automatikus precíz végrehajtó” – egy vezérlőparaméter értékét bemenetként kapva (valós időben) „önmagában” (az érzékelő leolvasásai alapján) igyekszik létrehozni és fenntartani ezt az értéket az aktuátor kimenete.
A szervohajtások, mint a hajtások kategóriája, számos különféle negatív visszacsatolású szabályozót és erősítőt tartalmaznak, például hidraulikus, elektromos, pneumatikus erősítőket a vezérlőelemek kézi hajtásához (különösen a traktorok és autók kormány- és fékrendszereihez), azonban a "szervohajtás" kifejezést leggyakrabban (és ebben a cikkben is) olyan helyzet-visszacsatolású elektromos hajtásra használják, amelyet az automatikus rendszerekben a vezérlőelemek és munkatestek meghajtására használnak .
A szervohajtásokat jelenleg nagy teljesítményű berendezésekben használják a következő iparágakban: gépipar; automata gyártósorok: italok, csomagolóanyagok, építőanyagok, elektronika stb., kezelő berendezések; poligráfia; fafeldolgozás, élelmiszeripar.
Az elektromos szervohajtás legegyszerűbb vezérlőegysége a visszacsatoló érzékelő és a beállított érték összehasonlítására szolgáló áramkörre építhető, megfelelő polaritású feszültséggel (egy relén keresztül) a villanymotorra. A bonyolultabb áramkörök (mikroprocesszorokon) figyelembe vehetik a meghajtott elem tehetetlenségét, és egyenletes gyorsítást és lassítást valósíthatnak meg az elektromotorral a dinamikus terhelések csökkentése és a pontosabb pozicionálás érdekében (például a fejek meghajtása a modern merevlemezeken).
A szervohajtások vagy szervohajtás-csoportok vezérléséhez speciális CNC -vezérlőket használhatunk, amelyek programozható logikai vezérlők (PLC) alapján építhetők fel .
Motorteljesítmény: 0,05-15 kW.
Nyomaték (névleges): 0,15-50 Nm.
Egy másik lehetőség a hajtott elemek precíz pozicionálására visszacsatoló érzékelő nélkül a léptetőmotor alkalmazása . Ebben az esetben a vezérlőáramkör megszámolja a szükséges impulzusok (lépések) számát a benchmark pozíciójából (ez a funkció a léptetőmotor jellegzetes zajának köszönhető a 3,5"-os és CD / DVD-meghajtókban, amikor megpróbálja újraolvasni) Ugyanakkor a pontos pozícionálást negatív visszacsatolású parametrikus rendszerek biztosítják, amelyeket a léptetőmotor állórészének és forgórészének megfelelő pólusai egymással kölcsönhatásban alakítanak ki.A léptetőmotor vezérlőrendszere, aktiválva a megfelelő állórészt pólus, parancsjelet generál a megfelelő parametrikus rendszerhez.
Mivel általában egy érzékelő vezérli a hajtott elemet, az elektromos szervónak a következő előnyei vannak a léptetőmotorokhoz képest :
Hátrányok a léptetőmotorhoz képest
A szervohajtás azonban használható léptetőmotorra alapozva, vagy mellette, bizonyos mértékig kombinálva azok előnyeit és kiküszöbölve a köztük lévő versenyt (a szervohajtás durva pozicionálást végez a megfelelő működési területen a léptetőmotor parametrikus rendszere, és ez utóbbi viszonylag nagy nyomaték mellett végzi el a végső pozicionálást és helyzetrögzítést).
PS:
A szervo hajtásban nincs rögzítési probléma, ellentétben a léptetővel. A nagy pontosságú pozicionálást és az adott helyzetben való tartást az elektromos gép szelepes üzemmódban való működése biztosítja, melynek lényege az energiaforrásként való működésre redukálódik. A pozícióeltéréstől (és az elektromos hajtás egyéb koordinátáitól függően) erőfeladat alakul ki. Ugyanakkor a szervohajtás kétségtelen előnye az energiahatékonyság: az áramot csak akkora mennyiségben szállítják, amely a munkatest adott helyzetben tartásához szükséges. Ellentétben a léptető üzemmóddal, amikor a maximális áramértéket alkalmazzák, amely meghatározza a gép szögkarakterisztikáját. A gép szögkarakterisztikája kis eltérések esetén hasonló a mechanikus rugókhoz, amelyek megpróbálják a munkatestet a kívánt pontra "húzni". Léptetős hajtásban minél nagyobb a helyzeteltérés, annál nagyobb az erő állandó áram mellett.
1. Forgó szervo
2. Lineáris mozgás szervo
Szinkron szervohajtás - lehetővé teszi a forgásszög (ívperc pontossággal), a forgási sebesség, a gyorsulás pontos beállítását. Gyorsabb, mint az aszinkron, de sokszor drágább.
Aszinkron szervo ( Aszinkron gép sebességérzékelővel) - lehetővé teszi a sebesség pontos beállítását még alacsony fordulatszámon is.
Lineáris motorok - hatalmas gyorsulásokat képesek kifejteni (akár 70 m / s²).
3. A cselekvés elve szerint
Az elektromechanikus szervohajtásban a mozgást egy villanymotor és egy sebességváltó alakítja ki.
Az elektrohidromechanikus szervohajtásban a mozgást egy dugattyús-henger rendszer alakítja ki. Ezeknek a szervohajtásoknak a fordulatszáma nagyságrenddel nagyobb, mint az elektromechanikusaké.
A szervohajtásokat a hajtott elem precíz (érzékelő szerint) pozicionálására (leggyakrabban) használják automata rendszerekben:
A forgó mozgás szervókat a következőkre használják :
A lineáris mozgású szervohajtásokat például az elektronikus alkatrészek nyomtatott áramköri lapokra történő felszerelésére szolgáló gépekben használják.
A szervomotor egy szervohajtás, amelynek motorja a kimeneti tengelyt a kívánt pozícióba mozgatja (a vezérlőjelnek megfelelően), és automatikusan aktívan tartja ezt a pozíciót.
A szervomotorok a tengely forgása által vezérelt eszközök meghajtására szolgálnak, például nyitó és záró szelepek, kapcsolók stb.
A szervomotor fontos jellemzői a motordinamika, a mozgás egyenletessége, az energiahatékonyság .
A szervomotorokat széles körben használják az iparban , például a kohászatban , a CNC szerszámgépekben , a prés- és sajtolóberendezésekben, az autóiparban , a vasúti vontatási gördülőállományban .
A szervohajtások többnyire 3 pólusú kefés motorokat használtak, amelyekben a mágnesek belsejében egy nehéz, tekercses forgórész forog.
Az első alkalmazott fejlesztés a tekercsek számának 5-re való növelése volt. Így nőtt a nyomaték és a gyorsulási sebesség. A második fejlesztés a motor kialakításának megváltoztatása. A tekercsekkel ellátott acélmagot nagyon nehéz gyorsan pörgetni. Ezért a kialakítás megváltozott - a tekercsek a mágneseken kívül vannak, és az acélmag elfordulása kizárt. Így csökkent a motor tömege, csökkent a gyorsítási idő és nőtt a költség.
És végül a harmadik lépés a kefe nélküli motorok használata. A kefe nélküli motorok hatékonyabbak, mivel nincsenek kefék vagy csúszó érintkezők. Hatékonyabbak, nagyobb teljesítményt, sebességet, gyorsulást, nyomatékot adnak.