Kako deluje servo motor? Servo motor je elektromehanska naprava, ki proizvaja navor in hitrost na podlagi dobavljenega toka in napetosti. Servo motor deluje kot del sistema z zaprto zanko, ki zagotavlja navor in hitrost, kot sta ukazana iz servo krmilnika, ki uporablja povratno napravo za zapiranje zanke. Naprava s povratnimi informacijami posreduje informacije, kot so tok, hitrost ali položaj, servo krmilniku, ki prilagaja delovanje motorja glede na ukazane parametre.
Servo motorji so na voljo v številnih vrstah, oblikah in velikostih. Izraz servo je leta 1859 prvič uporabil Joseph Facort, ki je implementiral povratni mehanizem za pomoč pri krmiljenju ladje s paro za krmiljenje krmil. Servo motor je del servo mehanizma, sestavljenega iz treh ključnih elementov – motorja, povratne naprave in krmilne elektronike. Motor je lahko AC ali DC, krtačen ali brezkrtačen, rotacijski ali linearen in poljubne velikosti. Naprava s povratno informacijo je lahko potenciometer, naprava s Hallovim učinkom, tahometer, resolver, kodirnik, linearni pretvornik ali kateri koli drug senzor, kot je primerno. Servo sistem dopolnjuje krmilna elektronika, ki napaja motor in primerja povratne podatke in referenco ukazov, da preveri, ali servo motor deluje v skladu z ukazi. Obstaja veliko vrst aplikacij servo motorjev, od preprostih enosmernih motorjev, ki se uporabljajo v hobi aplikacijah (kot so modeli letal), do sofisticiranih brezkrtačnih motorjev, ki jih poganjajo kompleksni krmilniki gibanja, ki se uporabljajo za večosne obdelovalne centre. En primer skupnega servo mehanizma je tempomat vozila, ki je sestavljen iz motorja (motorja), senzorja hitrosti (povratne informacije) in elektronike za primerjavo hitrosti vozila z nastavljeno hitrostjo. Če se vozilo upočasni, senzor te podatke posreduje elektroniki, ki nato poveča dotok plina v motor, da poveča hitrost na želeno nastavljeno točko – preprost sistem z zaprto zanko.
Preprost industrijski servo motor je sestavljen iz enosmernega motorja s trajnim magnetom z vgrajenim tahometrom, ki zagotavlja izhodno napetost sorazmerno s hitrostjo. Pogonska elektronika dovaja potrebno napetost in tok motorju na podlagi napetosti, ki jo vrača tahometer. V tem primeru je ukazana hitrost (predstavljena kot ukazna referenčna napetost) nastavljena v gonilniku, nato pa vezje v gonilniku primerja povratno napetost tahometra in ugotovi, ali je bila želena hitrost dosežena – znano kot zaprta hitrostna zanka. Zanka hitrosti spremlja ukazano hitrost in povratne informacije merilnika vrtljajev, medtem ko voznik prilagaja moč motorja, da vzdržuje želeno ukazano hitrost.
V bolj sofisticiranem servo sistemu je več vgrajenih zank prilagojenih za optimalno delovanje, da se zagotovi natančen nadzor gibanja. Sistem je sestavljen iz zank toka, hitrosti in položaja, ki uporabljajo elemente natančne povratne informacije. Vsaka zanka signalizira naslednjo zanko in spremlja ustrezne povratne elemente, da naredi popravke v realnem času, da se ujemajo z ukazanimi parametri.
Osnovna zanka je tokovna ali navorna zanka. Tok je sorazmeren navoru v rotacijskem motorju (ali sili v linearnem motorju), ki zagotavlja pospešek ali potisk. Tokovni senzor je naprava, ki zagotavlja povratne informacije, povezane s tokom, ki teče skozi motor. Senzor pošlje signal nazaj v krmilno elektroniko - običajno analogni ali digitalni signal, ki je sorazmeren s tokom motorja. Ta signal se odšteje od ukazanega signala. Ko je servo motor na ukazanem toku, bo zanka izpolnjena, dokler tok ne pade pod ukazani tok. Zanka bo nato povečevala tok, dokler ni dosežen ukazani tok, pri čemer se bo cikel nadaljeval s hitrostjo posodabljanja manj kot sekunde.
Hitrostna zanka deluje na enak način z napetostjo, ki je sorazmerna s hitrostjo. Hitrostna zanka pošlje tokovni zanki ukaz za povečanje toka (s tem povečanje napetosti), ko hitrost pade pod ukazano hitrost.
Položajna zanka sprejme ukaz za PLC ali krmilnik gibanja, ki nato zagotovi ukaz za hitrost, ki se napaja v hitrostno zanko, ta pa ukazuje potrebnemu toku za pospeševanje, vzdrževanje in upočasnitev motorja, da se premakne v ukazani položaj. . Vse tri zanke delujejo optimizirano sinhrono, da zagotovijo gladek in natančen nadzor servo mehanizma.