Шта је серво погон и како функционише

Намена и уређај

Серво погон је нашао широку примену у роботици, машинском инжењерству, аутомобилској индустрији и аутоматизацији процеса у производњи. Уз његову помоћ раде се манипулатори, врши се отварање (потпуно или непотпуно) или затварање (прекривање) ролетни, у конструкцији алатних стројева за довод алата за резање и других покретача.

То је уређај који се састоји од електричног мотора, мјењача, сензора положаја (давача) или отпорника и контролера (управљачки уређај).

Једноставним речима, ради се о електромеханичком погону који помоћу интерних повратних информација поставља тачан положај осовине механизма у зависности од спољних управљачких сигнала.

На слици је приказан одељак уређаја:

Серво погони су доступни у различитим капацитетима и наменима: мала снага од 0,05 кВ, користи се у аутомобилској индустрији и роботики, на пример, сг90 и значајна снага од 15 кВ. Потоњи су монтирани у индустријским манипулаторима, ЦНЦ машинама, за управљање вентилима у нафтној и гасној индустрији итд.

Електромотор није увек монтиран као мотор на серво погону. Као погон може се користити цилиндар са шипком, погоњен компримованим ваздухом или течношћу.

Врсте серво

Серво погони су подељени на електромеханичке. У њима се механизам састоји од електромотора и мењача. Разликују се у релативно малој брзини.

Разликују се према типу мотора који се користи:

• синхрони, имају високу тачност ротације излазног вратила, брзо добијајући на значају;
• асинхроно, карактеризира стабилна ротација осовине;
• са колекторским мотором једносмерне или наизменичне струје (универзални).

Серво погони, где је покретачки механизам клип са цилиндром, имају велику брзину. Користи се у аутомобилу за промену степена преноса у аутоматском мењачу. Монтирани су у роботе који преносе оптерећења већа од сто килограма. У индустријским погонима, за пребацивање ролетни у машинама за паковање, где се компресовани ваздух користи као носилац енергије.

Главне карактеристике серво погона:

• Главни параметар је обртни момент или сила на вратилу. У подацима о пасошу су назначене две количине у односу на различите напоне напајања.
• Брзина, показује колико дуго ће се излазно вратило окретати за 60⁰. Приказане су вредности за различите напоне.
• Који се контролни сигнал користи, аналогни или дигитални.
• Напон. Већина малих погона се напаја од 4,8 до 7,2 волти. Користи се, на пример, у радио-управљаним моделима. Опремљен је са три жице и има стандардни пиноут. Контролни сигнал се шаље на белу, браон или жуту, црвени напон се испоручује, а црна је уобичајена жица.
• Радни угао ротације, обично 180⁰ или 360⁰. Доступни су унапређени погони са сталном ротацијом вратила;
• Материјал за производњу зупчаника. Израђени су од месинга, карбонских влакана, пластике или се могу комбиновати.

У електромеханичком серво погону користе се електрични мотори са језгром, за време рада којих вибрација настаје када се клатно ротира. То смањује тачност ротације излазног вратила. Мотори са минималном кинетичком енергијом ротора лишени су овог недостатка. Такви погони су потребни да ЦНЦ машина тачно успостави покретач. Међутим, они су скупљи од основних мотора.

Најчешћи мењач је зупчаница која је дизајнирана да смањи брзину и повећа закретни момент на излазној осовини. Мање често се користи погон са црвном зупчаницом, који има велики преносни пренос, али је скупљи и тежи за производњу.

Подручје примене

Серво погон се широко користи у роботици и манипулаторима. Приликом стварања малих механизама користи се серво погон мг995 и слично.

За контролу савремених погона у аматерским производима често се користе представници породице Ардуино. Представља скуп електронских уређаја дизајнираних за контролу робота и уређаја за аутоматизацију на којима се користи серво погон. Управљачки сигнал може бити аналогни или дигитални.

Дијаграм везе уређаја за управљачки уређај приказан је на слици. Уређај може да контролише више дискова.

За подно гријање користите аутоматизацију која одржава задану температуру. А проток расхладне течности, топле воде из котла, контролише серво погон.

Повезан је с управљачким уређајем који надзире температуру помоћу температурног сензора и издаје наредбу за електротермални серво погон РБМ 24В. Може се користити и серво погон АЦ230В са регулатором.

Регулација температуре у грејању врши се аутоматски, за шта се користи серво погон типа ИЦМА НЦ230В или НЦ24В. Уређаји су доступни за различите напоне напајања.

Унифицирани серво који се користи у аутомобилу има мале димензије. Дизајниран је за рад са уграђеним напоном од 12 волти. Интегрисан је са централном бравом и инсталиран је на сва врата аутомобила, укључујући и пета врата (пртљажна врата).

Механизам такође контролише проток вруће течности до пећи. Дјелује у комбинацији са термоелектричним сензором, одакле се сигнал доводи до управљачког уређаја. Након анализе, сензор шаље наредбу на серво погон, која повећава или смањује проток течности.

На пример, за аутомобиле ВАЗ користи се електрични погон са мењачем СЛ-5.

Ово није потпуна листа употребе таквих уређаја.

Предности и мане

Серво погон има предности у односу на сличне уређаје, попут степенских мотора. Захваљујући повратним информацијама, механизам може да поправи положај осовине, без обзира на оптерећење на оси, што вам омогућава да подесите радни механизам са великом тачношћу.

Главне предности су:

• висока тачност позиционирања;
• уз помоћ редуктора смањује се брзина и тренутак се повећава;
• позиционирање радног тела може се лако подесити променом контролног програма;
• способност постизања већег убрзања током рада, што серво чини погоднијим за употребу у уређајима велике брзине, у поређењу са степпер моторима;
• једноличан тренутак у скоро читавом опсегу брзина;
• добро подносе преоптерећење.

Недостаци укључују:

• присуство редуктора (посебно критично ако има пластичне зупчанике или мекане метале);
• трошење отпорних стаза (ако се за позиционирање користи потенциометар за време позиционирања);
• сложено подешавање контролног програма за постизање резултата високе тачности;
• високе цене опреме (на пример, са степпер моторима);
• тачност је често мања него код степпер мотора.

Али имајте на уму да су све предности и недостаци у просеку, могу бити попут степенастих мотора, који ће се у одређеној апликацији показати боље од серво погона, и обрнуто.

Закључак

Аутоматска контрола домаћих и индустријских система је чврсто укорењена у наше животе. У последње време, погон под контролом програмабилних блокова за разне сврхе, попут ардуино-а, постао је широко коришћен.

То је омогућило стварање потпуно нових аматерских летећих радио-контролисаних уређаја, робота и дечијих играчака. У индустрији, серво погон се користи у алатним алатима, багерима, АТВ-у итд. Данас је немогуће замислити свој живот без сервоса.

Видео приказује рад аналогних сервосједа сг90 у моделу паук робота:

Сада знате шта је серво, како је дизајниран и чему служи. Надамо се да су вам пружене информације помогле да савладате ову тему и схватите главне ствари. Ако имате питања, поставите их у коментарима испод чланка!

Сродни материјали:

• Шта је ротор и статор у мотору
• Како ради бројач електричне енергије?
• Како направити аутоматске капије да то ураде сами