Серводвигатель
В качестве серводвигателя, характерного для электродвигателей, речь идет об управлении угловым положением вала двигателя, а также скоростью вращения и ускорением . Они состоят из электродвигателя, который также оснащен датчиком определения положения. Положение вращения вала двигателя, определяемое датчиком, непрерывно передается на управляющую электронику , так называемый сервоконтроллер, который обычно прикрепляется за пределами фактического двигателя, который управляет движением двигателя в соответствии с одной или несколькими регулируемыми уставками - например, заданное угловое положение вала или заданная скорость - в контуре управления регулируется.
Электрическим шаговым двигателем также можно целенаправленно управлять, но, обходясь без датчиков и цепей управления, он имеет различные недостатки по сравнению с серводвигателем, особенно при высоких нагрузках.
описание
Комбинация серводвигателя и сервоконтроллера вместе образует сервопривод . Серводвигатели работают в замкнутом контуре управления. Управление может осуществляться по крутящему моменту, скорости или положению. Комбинации возможны за счет вложенности контуров управления. Это позволяет адаптироваться к широкому спектру приложений.
Термин серводвигатель происходит от его более раннего применения в качестве вспомогательного привода (servus лат. Servant) и, в отличие от названий двигателей, таких как двигатель постоянного тока или асинхронный двигатель, не описывает физический принцип работы. Сервопривод может содержать электродвигатель постоянного тока , в асинхронный двигатель или синхронный двигатель , т.е. любого типа электродвигателя. Отличие от других двигателей не в самом двигателе, а исключительно в его управлении, которое работает в замкнутом контуре управления (в отличие от шагового двигателя или операции подключения к трехфазной сети, такой как звезда-треугольник. цепь ).
Структура и функционал
Для точного определения положения ротора каждый серводвигатель снабжен измерительным устройством, которое определяет текущее положение (например, угол поворота по отношению к начальному положению) двигателя. Это измерение выполняется с помощью энкодера, например B. через резольвер , инкрементальный энкодер или абсолютный энкодер .
Электронное управление сравнивает сигнал от этого датчика с заданным значением положения . В случае несоответствия двигатель вращается в направлении, обеспечивающем меньшее расстояние перемещения до заданного значения. Это приводит к уменьшению отклонения. Процедура повторяется до тех пор, пока текущее значение не будет постепенно или через аппроксимацию в пределах допуска уставки. Это самый простой случай, позиционное управление . В качестве альтернативы этот принцип также можно использовать для регулирования крутящего момента и скорости. Это позволяет, например, обеспечить равномерные профили перемещения с изменяющимися нагрузками.
В синхронных или асинхронных двигателях векторный контроллер обычно используется ниже регулятора положения и скорости, чтобы задавать крутящий момент .
области применения
Серводвигатели имеют множество областей применения. Они часто используются в промышленных системах, а также в различных машинах, таких как станки , упаковочные машины или промышленные роботы . Серводвигатели
также можно найти в сервоприводах , таких как те, которые используются при создании моделей автомобилей с дистанционным управлением, самолетов или кораблей. Однако в сервопривод можно установить и другие типы двигателей. Однако при обычном использовании «сервопривод» и «серводвигатель» путают друг с другом.
Благодаря своей более высокой надежности по сравнению с приборами с подвижной катушкой , серводвигатели также используются в устройствах отображения в авиации и в армии.
Серводвигатели также предлагаются в модулях с интерфейсами fieldbus для подключения и интеграции в периферийные устройства технологического компьютера. Такие модули предлагались в течение многих лет с интерфейсом полевой шины CANopen в соответствии с профилем связи DS 301 и профилем устройства DSP 402. Они предназначены для использования в качестве компактных приводов для автоматизации. (Функциональные блоки, которые подключены к программному ПЛК в технологическом компьютере, берут на себя управление двигателями в таких случаях.) Серводвигатели постоянного тока также оснащены интерфейсом Profibus DP в соответствии с профилем PROFIdrive . Такие двигатели доступны с выходной мощностью от 40 до 500 Вт. Они охватывают только диапазон малой мощности.
Смотри тоже
литература
- Г. Хеннебергер: Современные серводвигатели для станков и подъемно-транспортных средств: вспомогательные листы к лекции . Институт электрических машин, RWTH Aachen, Aachen 1994.
- Ясухико Доте (Ред.): Бесщеточные серводвигатели: основы и приложения. Clarendon Press, Oxford 1990, ISBN 0-19-859372-4 .
- Питер Мортон: Промышленные бесщеточные серводвигатели. Ньюнес, Оксфорд 2000, ISBN 0-7506-3931-8 .