I. Diferențele dintre motoarele pas cu pas și servos și motoare servo

Motor pas cu pas: este semnalul pulsului electric în deplasarea unghiulară sau deplasarea liniei a elementelor de control cu ​​buclă deschisă piese pas cu pas. Mai simplu spus, se bazează pe semnalul pulsului electric pentru a controla unghiul și numărul de viraje. Așa că se bazează doar pe semnalul pulsului pentru a determina cât de multă rotație. Deoarece nu există un senzor, unghiul de oprire se poate abate. Cu toate acestea, semnalul de impuls precis minimizează abaterea.

Servo Motor: Se bazează pe circuitul de control servo pentru a controla viteza motorului, prin senzor pentru a controla poziția de rotație. Deci controlul poziției este foarte precis. Iar viteza de rotație este, de asemenea, variabilă.

Servo (Servo electronic): Componenta principală a servo este servo. Conține circuitul de control al motorului servo + set de viteze de reducere. Oh, da, Servo Motor nu are un set de viteze de reducere. Iar servo -ul are un set de viteze de reducere.

În cazul unui servo limită, se bazează pe un potențiometru sub arborele de ieșire pentru a determina unghiul de direcție al brațului cârmei. Controlul semnalului servo este un semnal modulat cu lățimea pulsului (PWM), unde un microcontroler poate genera cu ușurință acest semnal.

Ii. Principiul de bază al motorului pas cu pas

Cum funcționează:

În mod normal, rotorul unui motor este un magnet permanent, iar atunci când curentul curge prin înfășurările statorului, înfășurările statorului produc un câmp magnetic vectorial. Acest câmp magnetic va conduce rotorul să se rotească cu un unghi, astfel încât direcția perechii de câmpuri magnetice ale rotorului să fie aceeași cu direcția câmpului magnetic al statorului. Când câmpul magnetic vectorial al statorului se rotește cu un unghi. Rotorul se rotește, de asemenea, cu un unghi cu acest câmp magnetic. Pentru fiecare impuls electric de intrare, motorul rotește un pas unghiular înainte. Deplasarea unghiulară de ieșire este proporțională cu numărul de impulsuri de intrare, iar viteza de rotație este proporțională cu frecvența impulsurilor. Prin schimbarea ordinii în care înfășurările sunt alimentate, motorul se inversează. Prin urmare, numărul și frecvența impulsurilor și ordinea de a energiza înfășurările fiecărei faze a motorului pot fi controlate pentru a controla rotația motorului pas cu pas.

Principiul generarii de căldură:

De obicei, vedeți tot felul de motoare, interiorul sunt miez de fier și bobină șerpuită. Rezistența la înfășurare, puterea va produce pierderi, dimensiunea pierderii și rezistența și curentul este proporțională cu pătratul, care este adesea denumită pierdere de cupru, dacă curentul nu este DC sau unda sinusoidală standard, va produce, de asemenea, pierderi armonice; Nucleul are histerezis efect de curent, în câmpul magnetic alternativ va produce, de asemenea, pierderi, dimensiunea materialului, curentului, frecvenței, tensiunii, care se numește pierdere de fier. Pierderea de cupru și pierderea de fier se vor manifesta sub formă de generare de căldură, afectând astfel eficiența motorului. Motorul de pas urmărește, în general, precizia de poziționare și producția de cuplu, eficiența este relativ scăzută, curentul este în general mai mare, iar componentele armonice sunt ridicate, frecvența curentului alternativă cu viteza și schimbarea, astfel încât motoarele de pas au, în general, o situație de căldură, iar situația este mai gravă decât motorul general AC.

Iii. Construcția cârmei

Servo este compus în principal dintr -o carcasă, o placă de circuit, un motor de antrenare, un reductor de viteze și un element de detectare a poziției. Principiul său de lucru este că receptorul trimite un semnal către servo, iar IC de pe placa de circuit conduce motorul fără core pentru a începe să se rotească, iar puterea este transmisă la brațul de leagăn prin angrenajul de reducere și, în același timp, detectorul de poziție trimite un semnal pentru a determina dacă a ajuns la poziționare sau nu. Detector de poziție este de fapt un rezistor variabil. Când servo -ul se rotește, valoarea rezistenței se va schimba în consecință, iar unghiul de rotație poate fi cunoscut prin detectarea valorii rezistenței. General Servo Motor este un fir de cupru subțire înfășurat în jurul unui rotor cu trei poli, când curentul curge prin bobină va genera un câmp magnetic, iar periferia magnetului rotorului pentru a produce repulsie, ceea ce la rândul său generează forța de rotație. Potrivit fizicii, momentul inerției unui obiect este direct proporțional cu masa sa, astfel încât cu cât este mai mare masa obiectului să fie rotită, cu atât este mai mare forța necesară. Pentru a obține viteza de rotație rapidă și consumul de energie redusă, servo este din fire subțiri de cupru răsucite într -un cilindru gol foarte subțire, formând un rotor gol foarte ușor, fără stâlpi, iar magneții sunt plasați în interiorul cilindrului, care este motorul cupei goale.

Pentru a se potrivi diferitelor medii de lucru, există servos cu proiecte impermeabile și rezistente la praf; Și ca răspuns la diferite cerințe de încărcare, există angrenaje din plastic și metal pentru servos, iar angrenajele metalice pentru servos sunt, în general, de mare torcă și de mare viteză, cu avantajul că angrenajele nu vor fi tăiate din cauza sarcinilor excesive. Servosurile de grad mai înalt vor fi echipate cu rulmenți cu bile pentru a face rotația mai rapidă și mai exactă. Există o diferență între un rulment cu bile și două rulmenți cu bile, desigur cele două rulmenți cu bile sunt mai bune. Noul Servos FET utilizează în principal FET (tranzistor cu efect de câmp), care are avantajul unei rezistențe interne scăzute și, prin urmare, a unei pierderi de curent mai mici decât tranzistoarele normale.

Iv. Principiul funcționării servo

De la unda PWM în circuitul intern pentru a genera o tensiune de prejudecată, generatorul de contactori prin angrenajul de reducere pentru a conduce potențiometrul să se deplaseze, astfel încât atunci când diferența de tensiune este zero, motorul se oprește, astfel încât să obțină efectul servo.

Protocoalele pentru servo -PWM -uri sunt la fel, dar cele mai recente servosuri care vor apărea pot fi diferite.

Protocolul este, în general, lățime la nivel înalt în 0,5ms ~ 2,5ms pentru a controla servo -ul pentru a se transforma prin unghiuri diferite.

V. Cum funcționează servo -Motors

Figura de mai jos prezintă un circuit de control al motorului servo realizat cu un amplificator operațional LM675, iar motorul este un servo DC. După cum se poate observa din figură, amplificatorul operațional de putere LM675 este furnizat de 15V, iar tensiunea de 15V este adăugată la intrarea în fază a amplificatorului operațional LM675 până la RP 1, iar tensiunea de ieșire a LM675 este adăugată la intrarea motorului. Motorul este echipat cu un generator de semnal de măsurare a vitezei pentru detectarea în timp real a vitezei motorului. De fapt, generatorul de semnal de viteză este un fel de generator, iar tensiunea de ieșire este proporțională cu viteza de rotație. Ieșirea de tensiune din generatorul de semnal de măsurare a vitezei G este readus la intrarea de inversare a amplificatorului operațional ca semnal de eroare de viteză după un circuit de divizor de tensiune. Valoarea de tensiune setată de potențiometrul de comandă de viteză RP1 este adăugată la intrarea în fază a amplificatorului operațional după divizarea tensiunii de R1.R2, care este echivalentă cu tensiunea de referință.

Schema de control al servo -motorului

Servomotor: indicat de litera m pentru Servomotor, este sursa de putere pentru sistemul de acționare. Amplificator operațional: notat cu numele circuitului, adică LM675, este o piesă de amplificator din circuitul servo de control care oferă curentul de acționare pentru servo.

Speed ​​Command Potentiometru RP1: Setează tensiunea de referință a amplificatorului operațional din circuit, adică setarea vitezei. Potențiometru de ajustare a câștigului amplificatorului RP2: utilizat în circuit pentru a regla fin câștigul amplificatorului și, respectiv, mărimea semnalului de feedback de viteză.

When the load of the motor changes, the voltage fed back to the inverted input of the operational amplifier also changes, i.e., when the load of the motor is increased, the speed decreases, and the output voltage of the speed signal generator also decreases, so that the voltage at the inverted input of the operational amplifier decreases, and the difference between this voltage and the reference voltage increases, and the output voltage of the Amplificatorul operațional crește. Conversely, when the load becomes smaller and the motor speed increases, the output voltage of the speed measuring signal generator rises, the feedback voltage added to the inverted input of the operational amplifier increases, the difference between this voltage and the reference voltage decreases, the output voltage of the operational amplifier decreases, and the motor speed decreases accordingly, so that the rotational speed can be stabilized at the set value automat.