Què és servo, servodirecció

Un servoaccionament és un accionament el control precís del qual es realitza mitjançant retroalimentació negativa i, per tant, permet aconseguir els paràmetres necessaris del moviment del cos de treball.

Els mecanismes d'aquest tipus disposen d'un sensor que controla un paràmetre concret, per exemple la velocitat, la posició o la força, així com una unitat de control (barres mecàniques o un circuit electrònic) la tasca de la qual és mantenir automàticament el paràmetre requerit durant el funcionament del dispositiu. , depenent del senyal del sensor en qualsevol moment del temps.

El valor inicial del paràmetre de funcionament s'estableix mitjançant un control, per exemple botó del potenciòmetre o utilitzant un altre sistema extern on s'introdueix un valor numèric. Per tant, el servoaccionament realitza automàticament la tasca assignada: basant-se en el senyal del sensor, ajusta amb precisió el paràmetre establert i el manté estable a la unitat.

Molts amplificadors i reguladors amb retroalimentació negativa es poden anomenar servos.Per exemple, els servoaccionaments inclouen la frenada i la direcció als cotxes, on un amplificador accionat manualment té necessàriament una retroalimentació negativa de posició.

Components principals del servo:

• Unitat d'accionament;

• Sensor;

• Unitat de control;

• Convertidor.

Per exemple, un cilindre pneumàtic amb vareta o un motor elèctric amb caixa de canvis es pot utilitzar com a accionament. El sensor de retroalimentació pot ser codificador (sensor d'angle) o per exemple Sensor Hall… Unitat de control: inversor individual, convertidor de freqüència, servoamplificador (Servodrive en anglès). El dispositiu de control pot incloure immediatament un sensor de senyal de control (transductor, entrada, sensor de xoc).

En la seva forma més senzilla, la unitat de control per a un servoaccionament elèctric es basa en un circuit per comparar els valors dels senyals establerts i el senyal procedent del sensor de retroalimentació, com a resultat del qual es subministra una tensió de la polaritat adequada. al motor elèctric.

Si es requereix una acceleració suau o una desacceleració suau per evitar sobrecàrregues dinàmiques del motor elèctric, s'apliquen esquemes de control més complexos basats en microprocessadors, que poden posicionar el cos de treball amb més precisió. Així, per exemple, està disposat el dispositiu per col·locar els capçals als discs durs.

El control precís de grups o servoaccionaments individuals s'aconsegueix mitjançant l'ús de controladors CNC, que per cert es poden construir sobre controladors lògics programables. Els servoaccionaments basats en aquests controladors arriben als 15 kW de potència i poden desenvolupar un parell de fins a 50 Nm.

Els servoaccionaments rotatius són sincrònics, amb la possibilitat d'un ajust extremadament precís de la velocitat de rotació, angle de rotació i acceleració, i asíncrons, on la velocitat es manté amb molta precisió fins i tot a velocitats extremadament baixes.

Els servomotors síncrons són capaços d'accelerar molt ràpidament a la velocitat nominal. També són habituals els servos lineals circulars i plans, que permeten acceleracions de fins a 70 m/s².

En general, els servodispositius es subdivideixen en electrohidromecànics i electromecànics. En els primers, el moviment el genera el sistema pistó-cilindre i la resposta és molt elevada, els segons simplement utilitzen un motor elèctric amb caixa de canvis, però el rendiment és un ordre de magnitud inferior.

L'àmbit d'aplicació dels servoaccionaments avui dia és molt ampli, a causa de la possibilitat d'un posicionament extremadament precís del cos de treball.

Hi ha panys mecànics, vàlvules i cossos de treball de diverses eines i màquines-eina, especialment amb CNC, incloses màquines automàtiques per a la producció en fàbrica de plaques de circuit imprès i diversos robots industrials i moltes altres eines de precisió. Els servomotors d'alta velocitat són molt populars entre els aeromodels. En particular, els servomotors destaquen per la seva característica uniformitat de moviment i eficiència en termes de consum d'energia.

Els motors de commutador de tres pols es van utilitzar originalment com a accionaments per a servomotors, on el rotor contenia bobinatges i l'estator contenia imants permanents. També tenia un raspall col·lector. Més tard, el nombre de bobines va augmentar a cinc, el parell es va fer més gran i l'acceleració es va fer més ràpida.

La següent etapa de millora: els bobinatges es van col·locar fora dels imants, de manera que es va reduir el pes del rotor i es va reduir el temps d'acceleració, però el cost va augmentar. Com a resultat, es va fer un pas clau de millora: van abandonar el col·lector (en particular, els motors de rotor d'imants permanents es van generalitzar) i el motor va resultar ser sense escombretes, encara més eficient, ja que l'acceleració, la velocitat i el parell eren ara encara més alts.

Els servomotors s'han tornat molt populars en els últims anys. Controlat per Arduino, que obre àmplies possibilitats tant per a l'aviació amateur com per a la robòtica (quadcopters, etc.), així com per a la creació de màquines de tall de metall de precisió.

En la seva major part, els servomotors convencionals utilitzen tres cables per funcionar. Un d'ells és per poder, el segon és senyal, el tercer és comú. Es subministra un senyal de control al cable de senyal, segons el qual cal ajustar la posició de l'eix de sortida. La posició de l'eix ve determinada pel circuit del potenciòmetre.

El controlador, mitjançant la resistència i el valor del senyal de control, determina en quina direcció cal girar perquè l'eix arribi a la posició desitjada. Com més gran sigui la tensió eliminada del potenciòmetre, més gran serà el parell.

Gràcies a la seva alta eficiència energètica, capacitats de control precisos i excel·lent rendiment, els servoaccionaments basats en motors sense escombretes es troben cada cop més en joguines, electrodomèstics (aspiradores de gran resistència amb filtres HEPA) i equips industrials.