Все о сервомеханизмах

[samsony1]

Сервомеханизм является двигателем с постоянным током, имеющим в конструкции сервоконтроллер и коробку передач. В принципе деятельности аппарата заложен алгоритм обратных связей с выходными сигналами, содержащими данные относительно положения, скоростных характеристик, ускорений либо смещений.

Информационный массив посредством корректирующих элементов и усилителей поступает к проводу, либо электродвигателю (исполнительным устройствам).

Механизмы широко применяются во многих промышленных сфера: в электронике и электротехнической сферах, а также моделировании, то есть во всех областях, в которых требуются точные интерполяционные движения по заранее определенным маршрутам от точки А до точки В.

источник - здесь

[samsony1]

Что представляет собой сервомеханизм
Данное оборудование зачастую именуют сервоприводом, оно является одним из основных компонентов, осуществляющим управляющие воздействия в АСУ.

Этот электронный элемент используют, чтобы преобразовывать сигналы управления в определенные движения механизмов исполнения и приемного прибора (заслонки, тормозные и другие системы в оборудовании различных производственных организаций).

Особенности модификаций прибора-сервомеханизма обуславливаются специфическими отличиями, разницей в параметрах и предназначением, они традиционно включают в себя следующие элементы:

 - двигатель с постоянным током;
 - потенциометр;
 - редуктор;
 - электронную систему, осуществляющую управление позиций валовых двигателей;
 - корпус.

Компонент, по которому определяют расположение валов, называется поворотным потенциометром, который встроен в прибор.

источник - здесь

[samsony1]

Принцип работы устройства
Компактный аналоговый аппарат-сервопривод оснащается генератором, который работает в диапазоне частоты в 50 Гц и принуждает сигналы производить дискретизацию один раз в 20 миллисекунд.

Как правило, нейтральному положению вала соответствует импульс с показателем ширины, равным 1,5 миллисекунды, а его вращательное движение в любых направлениях обуславливается разницей дискретизированных сигналов по отношению к нейтральному положению (колебания в промежутке от 1 до 2 миллисекунд).

Современные модификации сервомеханизмов цифрового формата дают возможность обеспечения более высокого уровня дискретизационных частот, за счет чего увеличивается показатель точности в расположении вала в промежутке небольших отклонений, при этом увеличивается его скорость движения.

Помимо этого данный прибор обладает трехкратной удерживающей силой относительно аналоговых модификаций. Основными видами алгоритмов в таких механизмах являются PID и PIV.

Первые подходят для приспособлений, когда не требуется большая производственная мощность. Вторые — в приложениях, которые являются более усложненными и с более высокими требованиями, они основаны на усложнённых приводных движениях.

источник - здесь

[samsony1]

Основные характеристики

К основным параметрам приборов-сервоприводов относятся следующие:

 - крутящие моменты и вращательные скорости;
 - период действия при осуществлении перезагрузок;
 - как крутящие моменты относятся к инерции;
 - разрешения;
 - частотные показатели;
 - габариты;
 - особенности интерфейса;
 - -различия в сетевых решениях.

О важнейших характеристиках, оказывающих непосредственное воздействия на качество деятельности аппаратов-сервомеханизмов, будет подробно рассказано в последующих разделах.

источник - здесь

[samsony1]

Крутящие моменты и вращательные скорости
Они считаются самыми важными характеристиками сервоприводов. Зачастую крутящие моменты указывают по отдельности для разных рабочих режимов: непрерывного и с периодической нагрузкой.

При непрерывной работе данный параметр равняется величине, которая генерируется двигателем, при этом не происходят перерывы, перегрев или повреждение. При периодической работе это показатель, генерируемый сервоприводом в непродолжительный промежуток времени. Зачастую он имеет отношение к периодам торможений и ускорений механизмов либо их реакций на непродолжительные перерывы.

Если возникает необходимость выбора того или иного механизма, то рекомендуется акцентировать взгляд на среднеквадратичном показателе, присущем крутящему моменту, оно обозначается как RMS. Данный показатель должен иметь соответствие с характеристиками деятельности двигателей при непрерывном режиме деятельности, а предельный показатель циклической работы сервомеханизма со способностью отводить тепло от систем.

Вращательные скорости также важны, они характеризуют максимальный и средний показатели количества оборотов, которые совершает механизм за определенное количество времени. Вышеописанные характеристики входят в состав элементов управления устройств.

источник - здесь

[samsony1]

Инерционные моменты
Это тоже существенная характеристика для устройства-сервомеханизма. Она показывает инерционные моменты двигательных роторов и величину инерционных нагрузок. Данные устройства работают за счет контуров обратных связей, а управляющими алгоритмами осуществляется регулировка тока, который потребляют двигатели.

Сила тока рассчитывается на основании зависимостей в параметрах разницы между измеряемым и задаваемым параметрами расположения валов, крутящих моментов и вращательных скоростей. Соотношение инерционных двигательных моментов с нагрузками играет ключевую роль в точности управления показателями скорости.

В случае, когда данный показатель большой, произойдет колебание двигателя, а его управление будет неправильным. Эти толчки и вибрационные воздействия могут существенно навредить механизмам и элементам прибора.

Если инерционные моменты невысокие, то и риски возникновения колебания снижаются, соответственно, не происходит поломки оборудования, а сервопривод управляется гораздо точнее.

источник - здесь

[samsony1]

Разрешения прибора-энкодера
Данный показатель относится к контурам обратных связей механизмов и несет ответственность за показатель точности управления валами аппаратов. Как правило, энкодер обеспечивает разрешения, равные 20 бит и больше.

Чем этот показатель выше, тем оперативнее устройство-сервопривод сможет обнаружить движения и внести необходимые корректировки для повышения точности контроля расположения двигательных валов.

источник - здесь

[samsony1]

Полосы пропускания и частотные характеристики
Частотные особенности — это важная характеристика, оказывающая влияние на деятельность сервоприводов. Он отображает то, насколько система способна осуществлять контроль и ее адаптивность к корректировкам, которые вносятся в сигналы.

Полосы пропускания данных устройств — это синусоидальные сигналы в управленческих контурах. От их величины напрямую зависят точности в осуществлении управления, а также время, необходимое на адаптацию к изменению входных сигналов. Если эта величина высока, то и остальные показатели будут иметь высокие показатели, и наоборот.

источник - здесь