سروو موتور چیست؟

سروموتور (یا موتور سروو) یک محرک چرخشی یا خطی است که امکان کنترل دقیق موقعیت زاویه ای یا خطی، سرعت و شتاب را فراهم می کند. این شامل یک موتور مناسب است که به سنسور بازخورد موقعیت متصل است. سروو موتورها در کاربردهایی مانند رباتیک، ماشین آلات CNC یا تولید خودکار استفاده می شوند.

همچنین به یک کنترلر نسبتاً پیچیده نیاز دارد، اغلب یک ماژول اختصاصی که به طور خاص برای استفاده با موتورهای سروو طراحی شده است. سروو موتورها کلاس خاصی از موتور نیستند، اگرچه اصطلاح سروو موتور اغلب برای اشاره به موتور مناسب برای استفاده در یک سیستم کنترل حلقه بسته استفاده می شود.

سروو موتورها بخشی از یک سیستم کنترل حلقه بسته هستند و از چندین بخش تشکیل شده اند، یعنی یک مدار کنترل، یک موتور سروو، یک شفت، یک پتانسیومتر، یک چرخ دنده محرک، یک تقویت کننده و یک رمزگذار یا یک رزولور. سروموتور یک دستگاه الکتریکی مستقل است که بخش‌هایی از یک ماشین را با راندمان بالا و دقت زیادی می‌چرخاند.

شفت خروجی این موتور را می توان به زاویه، موقعیت و سرعت خاصی که موتور معمولی ندارد حرکت داد. سروو موتور از یک موتور معمولی استفاده می کند و آن را با سنسور بازخورد موقعیت جفت می کند.

کنترلر مهمترین بخش سروو موتور است که به طور ویژه برای این منظور طراحی و استفاده می شود. سروو موتور یک مکانیسم حلقه بسته است که از بازخورد موقعیت برای کنترل سرعت و موقعیت چرخشی یا خطی استفاده می کند.

موتور با یک سیگنال الکتریکی، آنالوگ یا دیجیتال، کنترل می شود که میزان حرکتی را که نشان دهنده موقعیت فرمان نهایی برای شفت است، تعیین می کند. نوعی رمزگذار به عنوان حسگر عمل می کند که بازخورد سرعت و موقعیت را ارائه می دهد. این مدار مستقیماً در محفظه موتور تعبیه شده است که معمولاً مجهز به سیستم چرخ دنده است .

مکانیسم سروو موتور

سروموتور یک سروومکانیسم حلقه بسته است که از بازخورد موقعیت برای کنترل حرکت و موقعیت نهایی خود استفاده می کند. ورودی کنترلر آن یک سیگنال (آنالوگ یا دیجیتال) است که موقعیت فرمان شفت خروجی را نشان می دهد.

موتور با نوعی رمزگذار موقعیت جفت می شود تا بازخورد موقعیت و سرعت را ارائه دهد. در ساده ترین حالت، فقط موقعیت اندازه گیری می شود. موقعیت اندازه گیری شده خروجی با موقعیت فرمان، ورودی خارجی به کنترل کننده مقایسه می شود.

اگر موقعیت خروجی با موقعیت مورد نیاز متفاوت باشد، یک سیگنال خطا تولید می‌شود که باعث می‌شود موتور در هر جهتی که لازم است بچرخد تا شفت خروجی را به موقعیت مناسب برساند. با نزدیک شدن به موقعیت ها، سیگنال خطا به صفر می رسد و موتور متوقف می شود.

بسیار ساده ترین سروموتورها از حسگر موقعیت فقط از طریق پتانسیومتر و کنترل انفجار موتور خود استفاده می کنند. موتور همیشه با سرعت کامل می چرخد ​​(یا متوقف می شود). این نوع سروموتور در کنترل حرکت صنعتی کاربرد زیادی ندارد، اما اساس سرووهای ساده و ارزان مورد استفاده در مدل های رادیویی را تشکیل می دهد.

سروو موتورهای پیچیده تر از رمزگذارهای چرخشی نوری برای اندازه گیری سرعت شفت خروجی و یک درایو با سرعت متغیر برای کنترل سرعت موتور استفاده می کنند. هر دوی این پیشرفت‌ها، معمولاً در ترکیب با یک الگوریتم کنترل PID ، به سروموتور اجازه می‌دهند تا سریع‌تر و دقیق‌تر به موقعیت فرمان داده شده و با بیش‌پریشی کمتر، به موقعیت فرمان داده شود.

سروو موتور چگونه کار می کند؟

سروموتور یک دستگاه الکترومکانیکی است که بر اساس جریان و ولتاژ عرضه شده گشتاور و سرعت تولید می کند. یک سروو موتور به عنوان بخشی از یک کنترل کننده حلقه بسته عمل می کند و گشتاور و سرعت را طبق فرمان یک سروو کنترل کننده که از یک دستگاه بازخورد برای بستن حلقه استفاده می کند، فراهم می کند.

دستگاه بازخورد اطلاعاتی مانند جریان، سرعت یا موقعیت را در اختیار سروو کنترلر قرار می دهد که عملکرد موتور را بسته به پارامترهای دستوری تنظیم می کند.

سرووها با ارسال یک پالس الکتریکی با عرض متغیر یا مدولاسیون عرض پالس (PWM) روی کابل کنترل کنترل می شوند. حداقل ضربان قلب، حداکثر ضربان قلب و تعداد تکرار وجود دارد. یک سروو موتور به طور معمول فقط می تواند 90 درجه در هر جهت بچرخد. که مجموعاً 180 درجه حرکت می کند.

موقعیت خنثی موتور به عنوان موقعیتی تعریف می شود که در آن سروو دارای پتانسیل چرخش یکسانی در جهت عقربه های ساعت و خلاف جهت عقربه های ساعت است. PWM ارسال شده به موتور موقعیت شفت را تعیین می کند و بر اساس مدت زمان پالس ارسال شده روی کابل کنترل است. روتور به موقعیت مورد نظر تبدیل می شود.

سروو موتور هر 20 میلی ثانیه یک پالس را انتظار دارد و طول پالس تعیین می کند که موتور چقدر بچرخد. برای مثال، یک پالس 1.5 میلی‌ثانیه باعث می‌شود که موتور به موقعیت 90 درجه بچرخد.

برای کمتر از 1.5 میلی ثانیه در خلاف جهت عقربه های ساعت به سمت موقعیت 0 درجه حرکت می کند و بیشتر از 1.5 میلی ثانیه سروو را در جهت عقربه های ساعت به سمت موقعیت 180 درجه می چرخاند.

هنگامی که دستور حرکت به این سرووها داده می شود، آنها در موقعیت حرکت کرده و آن موقعیت را حفظ می کنند. اگر یک نیروی خارجی به سروو فشار بیاورد در حالی که سروو در موقعیتی قرار دارد، سروو در برابر حرکت از آن موقعیت مقاومت می کند.

حداکثر نیرویی که سروو می تواند اعمال کند، گشتاور سروو نامیده می شود. با این حال، سرووها موقعیت خود را برای همیشه حفظ نخواهند کرد. پالس موقعیت باید تکرار شود تا به سروو بگوید در موقعیت خود بماند.

انواع سروو موتور

سروموتورها در اندازه های مختلف و در سه نوع اصلی تولید می شوند. این سه نوع شامل چرخش موقعیتی، چرخش پیوسته و خطی است.

• سرووهای چرخشی موقعیتی 180 درجه می چرخند. آنها همچنین دارای توقف هایی در جعبه دنده برای محافظت از شفت خروجی از چرخش بیش از حد هستند.
• سروو موتور با چرخش پیوسته سروویی است که دامنه حرکت آن محدود نیست . به جای اینکه اجازه دهید سیگنال ورودی تعیین کند که سروو باید در کدام موقعیت بچرخد. چرخش مداوم سروو ورودی را به سرعت خروجی و جهت مرتبط می کند. حرکت بی حد و حصر این موتورها به آنها اجازه می دهد در هر دو جهت CW و CCW حرکت کنند.
• سرووهای خطی از مکانیزم رک و پینیون برای تغییر عملکرد خود استفاده می کنند. قفسه و پینیون حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند.

تعمیر موتور سروو : فرآیند گام به گام

تعمیر سرو موتور توسط بسیاری ادعا می شود اما تعداد کمی از آنها مسلط هستند! مراحل زیادی در تعمیر موتورهای سروو وجود دارد. پیچیده ترین مرحله در تعمیر بازخورد و تنظیم مجدد است. این مرحله کوچک کلید تعمیر دقیق سروو موتور است، بدون تراز کامل، بقیه تعمیرات سروو موتور بی ربط است.

برای انجام تراز کامل، یک شرکت تعمیر باید از یک سیستم تراز بسیار گران قیمت استفاده کند. به دلیل همین هزینه و عدم توانایی تعمیر قطعات الکترونیکی دستگاه فیدبک است که بسیاری از شرکت های تعمیر موتور سروو را تعمیر نمی کنند.

از شما دعوت می کنیم تا مراحل تعمیر موتور سروو را در ویدیوی زیر مشاهده کنید. اینگونه است که ما می‌توانیم هر بار سروو موتورهای شما را به‌طور دقیق تعمیر، تنظیم مجدد و بارگذاری کامل آزمایش کنیم تا یک تعمیر کامل انجام شود!

مرحله 1 ارزیابی اولیه

در طول ارزیابی، یک بازرسی بصری برای بررسی قطعاتی مانند شفت ، راه کلید، زنگ‌های انتهایی، گیره‌ها و کانکتورها انجام می‌شود. پس از بازرسی، یک آزمایش مقایسه ولتاژ افزایش یا یک آزمایش کوتاه انجام می شود تا بررسی شود که آیا استاتور نیاز به بازگردانی دارد یا خیر.

در مرحله بعد، آزمایش مقاومت عایق که اغلب به آن تست مگر گفته می شود، در هر مرحله انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که عایق شکسته نشده است.

تست بعدی در ارزیابی، تست تعادل فاز است که از یک متر RMS برای اطمینان از تعادل سیم پیچ ها بین فازها استفاده می کند. اگر سروموتور ترمز داشته باشد اینجا ترمز هم چک می شود.

مرحله 2 جداسازی قطعات

ابتدا صفحه پشتی و به دنبال آن محفظه انکودر و انکودر برداشته می شود، در حالی که کابل کشی با دقت برداشته می شود. سپس زنگ های انتهایی برداشته می شوند و روتور از استاتور کشیده می شود. در اینجا روتور و شفت به صورت بصری بررسی می شوند.

سپس یاتاقان ها و محفظه یاتاقان و همچنین ترمز برداشته می شوند.

مرحله 3 تمیز کردن

یک واشر قلیایی استفاده می شود زیرا برای موتور شما بهتر از تمیز کردن دستی یا شستشوی فشاری است. تمام قطعات موتور ما با این روش شسته می شوند.

مرحله 4 تغییر بلبرینگ

مهم است که هر بار یاتاقان ها را تغییر دهید زیرا آنها اغلب علت خرابی موتور هستند. ما فقط از بلبرینگ های با کیفیت بالا استفاده می کنیم که تمام مشخصات سازنده را برآورده می کند یا از آن فراتر می رود. پس از تعویض بلبرینگ، موتور دوباره مونتاژ می شود.

مرحله 5 تست نهایی

برای اطمینان از تعمیر کامل موتور، سپس یک تست حافظه برای اطمینان از هم ترازی مجدد دستگاه بازخورد انجام می شود. بعد از اینکه تعمیر کاملا تست شد و تایید شد که موتور رنگ شده است و آماده ارسال به شما، آماده استفاده است!

مزایای سروو موتور

مزایای سروو موتور عبارتند از:

• قدرت خروجی بالا نسبت به اندازه و وزن موتور.
• رمزگذار دقت و وضوح را تعیین می کند.
• بازدهی بالا. در بارهای سبک می تواند به 90٪ نزدیک شود.
• نسبت گشتاور به اینرسی بالا. سروو موتورها می توانند به سرعت بارها را شتاب دهند.
• دارای 2 تا 3 برابر قدرت مداوم بیشتر برای دوره های کوتاه.
• دارای گشتاور نامی 5-10 برابر بیشتر برای دوره های کوتاه.
• سروو موتورها در مقادیر گشتاور بالا به سرعت بالایی دست می یابند.
• آرام در سرعت های بالا.
• استفاده از رمزگذار دقت و وضوح بالاتری را با کنترل حلقه بسته فراهم می کند.

معایب سروو موتور

مهمترین معایب سروو موتور عبارتند از:

• Servos Motors برای تثبیت حلقه بازخورد نیاز به تنظیم دارد.
• سروو موتور زمانی که چیزی خراب شود غیرقابل پیش بینی می شود. بنابراین، مدارهای ایمنی مورد نیاز است.
• یک کنترل کننده پیچیده به یک رمزگذار و پشتیبانی الکترونیکی نیاز دارد.
• حداکثر گشتاور به یک سیکل کاری 1% محدود می شود. سروو موتورها ممکن است در اثر اضافه بار مستمر آسیب ببینند.
• گیربکس ها اغلب برای ارائه قدرت در سرعت های بالاتر مورد نیاز هستند.
• هزینه کلی سیستم بالاتر و هزینه نصب یک سیستم سروو موتور ممکن است به دلیل نیاز به اجزای بازخورد بیشتر از یک موتور پله ای باشد.

کاربردهای صنعتی متداول برای موتورهای سروو

سروو موتورها کوچک و کارآمد هستند اما برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق موقعیت دارند بسیار حیاتی هستند. سروو موتور توسط یک سیگنال (داده) که بیشتر به عنوان مدولاتور پهنای پالس (PWM) شناخته می شود، کنترل می شود. در اینجا چندین مورد از رایج ترین کاربردهای سروو موتور که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، آورده شده است.

• رباتیک: یک سروو موتور در هر “مفصل” یک ربات برای تحریک حرکات استفاده می شود و به بازوی ربات زاویه دقیق آن را می دهد.
• تسمه نقاله: سروو موتورها تسمه های نقاله را که محصولات را در مراحل مختلف حمل می کنند، حرکت می دهند، متوقف می کنند و شروع می کنند، به عنوان مثال، در بسته بندی / بسته بندی محصول و برچسب زدن.
• فوکوس خودکار دوربین: یک سروو موتور بسیار دقیق که در دوربین تعبیه شده است، لنز دوربین را تصحیح می کند تا تصاویر خارج از فوکوس را واضح کند.
• وسیله نقلیه رباتیک: معمولاً در کاربردهای نظامی و انفجار بمب استفاده می شود، موتورهای سروو چرخ های وسیله نقلیه روباتیک را کنترل می کنند. و ایجاد گشتاور کافی برای حرکت، توقف و روشن کردن خودرو و همچنین کنترل سرعت آن.
• سیستم ردیابی خورشیدی: سروو موتورها زاویه پنل های خورشیدی را در طول روز تنظیم می کنند تا هر پنل همچنان رو به خورشید باشد و حداکثر انرژی را از غروب خورشید تا غروب خورشید مهار کند.
• ماشین‌های برش و شکل‌دهی فلز: سروموتورها کنترل حرکت دقیقی را برای ماشین‌های فرز ، ماشین‌های تراش ، سنگ زنی ، مرکز کردن، پانچ کردن ، فشار دادن و خمش در ساخت فلز برای مواردی مانند درب شیشه تا چرخ‌های خودرو فراهم می‌کنند.
• تعیین موقعیت آنتن: سروموتورها در هر دو محور حرکتی آزیموت و ارتفاع آنتن‌ها و تلسکوپ‌ها مانند آنچه توسط رصدخانه ملی رادیویی نجوم (NRAO) استفاده می‌شود، استفاده می‌شوند.
• نجاری/CNC: سروموتورها مکانیزم های خراطی چوب (تراش) را کنترل می کنند که پایه های میز و دوک پله ها را شکل می دهند. به عنوان مثال، و همچنین سوراخ کردن و سوراخ کردن سوراخ های لازم برای مونتاژ آن محصولات در مراحل بعدی.
• منسوجات: موتورهای سروو ماشین‌های ریسندگی و بافندگی صنعتی، ماشین‌های بافندگی و بافندگی را کنترل می‌کنند که منسوجاتی مانند فرش و پارچه و همچنین اقلام پوشیدنی مانند جوراب، کلاه، دستکش و دستکش تولید می‌کنند.
• ماشین‌های چاپ/چاپگرها: سروموتورها هدهای چاپ را دقیقاً روی صفحه متوقف می‌کنند و روشن می‌کنند و همچنین کاغذ را به امتداد حرکت می‌دهند تا چندین ردیف متن یا گرافیک را در خطوط دقیق چاپ کنند، خواه روزنامه، مجله یا گزارش سالانه.
• درب بازکن های اتوماتیک: سوپرمارکت ها و ورودی های بیمارستان نمونه های بارز درب بازکن های خودکار هستند که توسط موتورهای سروو کنترل می شوند. سیگنال باز شدن از طریق صفحه فشاری کنار در برای دسترسی معلولان باشد یا از طریق فرستنده رادیویی که در بالای سر قرار دارد.

بدون سروو موتورها دنیا جای بسیار متفاوتی خواهد بود. چه در تولید صنعتی و چه در کاربردهای تجاری استفاده شوند، زندگی ما را بهتر و آسان تر می کنند.

سوالات متداول