ידע בסיסי במנוע סרוו

ידע בסיסי במנוע סרוו

המילה "סרוו" באה מהמילה היוונית "עבד".ניתן להבין את "מנוע סרוו" כמנוע המציית באופן מוחלט לפקודה של אות הבקרה: לפני שליחת אות הבקרה, הרוטור עומד במקום;כאשר אות הבקרה נשלח, הרוטור מסתובב מיד;כאשר אות הבקרה נעלם, הרוטור יכול לעצור מיד.

מנוע הסרוו הוא מנוע מיקרו המשמש כמפעיל במכשיר בקרה אוטומטי.תפקידו להמיר אות חשמלי לתזוזה זוויתית או למהירות זוויתית של פיר מסתובב.

מנועי סרוו מחולקים לשתי קטגוריות: סרוו AC וסרוו DC

המבנה הבסיסי של מנוע AC סרוו דומה לזה של מנוע אינדוקציה AC (מנוע אסינכרוני).ישנן שתי פיתולי עירור Wf ופיתולי בקרה WcoWf עם תזוזה של מרחב פאזה של זווית חשמלית של 90° על הסטטור, מחוברים למתח AC קבוע, ומשתמשים במתח AC או שינוי פאזה המופעלים על Wc כדי להשיג את מטרת השליטה בפעולה של המנוע.למנוע AC סרוו יש את המאפיינים של פעולה יציבה, יכולת שליטה טובה, תגובה מהירה, רגישות גבוהה ואינדיקטורים קפדניים של אי-לינאריות של מאפיינים מכניים ומאפייני התאמה (נדרש להיות פחות מ-10% עד 15% ופחות מ-15% עד 25% בהתאמה).

המבנה הבסיסי של מנוע DC סרוו דומה לזה של מנוע DC כללי.מהירות המנוע n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, כאשר E הוא הכוח האלקטרו-מוטיבי נגד האבזור, K הוא קבוע, j הוא השטף המגנטי לכל קוטב, Ua, Ia הם מתח האבזור וזרם האבזור, Ra הוא התנגדות האבזור, שינוי Ua או שינוי φ יכולים לשלוט במהירות של מנוע הסרוו DC, אך בדרך כלל משתמשים בשיטת השליטה במתח האבזור.במנוע סרוו DC מגנט קבוע, פיתול העירור מוחלף במגנט קבוע, והשטף המגנטי φ קבוע..למנוע סרוו DC יש מאפייני ויסות ליניאריים טובים ותגובת זמן מהירה.

יתרונות וחסרונות של מנועי סרוו DC

יתרונות: בקרת מהירות מדויקת, מאפייני מומנט ומהירות קשים, עקרון שליטה פשוט, קל לשימוש ומחיר זול.

חסרונות: העברת מברשת, הגבלת מהירות, התנגדות נוספת וחלקיקי בלאי (לא מתאים לסביבות נטולות אבק ונפיצות)

יתרונות וחסרונות של מנוע AC סרוו

יתרונות: מאפייני בקרת מהירות טובים, שליטה חלקה בכל טווח המהירות, כמעט ללא תנודות, יעילות גבוהה מעל 90%, פחות ייצור חום, בקרת מהירות גבוהה, בקרת מיקום דיוק גבוהה (בהתאם לדיוק המקודד), אזור הפעלה מדורג בפנים, יכול להשיג מומנט קבוע, אינרציה נמוכה, רעש נמוך, ללא בלאי מברשות, ללא תחזוקה (מתאים לסביבות נטולות אבק ונפיצות)

חסרונות: הבקרה מסובכת יותר, יש להתאים את פרמטרי הכונן באתר כדי לקבוע את פרמטרי ה-PID, ונדרשים חיבורים נוספים.

מנועי סרוו DC מחולקים למנועים מוברשים וללא מברשות

מנועים מוברשים הם בעלי עלות נמוכה, פשוטים במבנה, גדולים במומנט התחלתי, רחב בטווח ויסות מהירות, קלים לשליטה, זקוקים לתחזוקה, אך קלים לתחזוקה (החלפת מברשת פחמן), יוצרים הפרעות אלקטרומגנטיות, יש דרישות לסביבת השימוש, והם משמשים בדרך כלל לאירועים תעשייתיים ואזרחיים נפוצים הרגישים לעלות.

מנועים חסרי מברשת הם קטנים בגודלם וקלים במשקל, גבוהים בתפוקה ומהירים בתגובה, גבוהים במהירות וקטנים באינרציה, יציבים במומנט וחלקים בסיבוב, מורכבים בשליטה, אינטליגנטים, גמישים במצב תמורה אלקטרוני, ניתנים להעברה בגל ריבוע או בגל סינוס, מנוע ללא תחזוקה, יעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה, קרינה אלקטרומגנטית קטנה, עליית טמפרטורה נמוכה וחיים ארוכים, מתאים לסביבות שונות.

מנועי סרוו AC הם גם מנועים ללא מברשות, המחולקים למנועים סינכרוניים וא-סינכרוניים.כיום, מנועים סינכרוניים משמשים בדרך כלל בבקרת תנועה.טווח ההספק גדול, ההספק יכול להיות גדול, האינרציה גדולה, המהירות המקסימלית נמוכה, והמהירות עולה עם עליית ההספק.ירידה מהירות אחידה, מתאימה לאירועי ריצה עם מהירות נמוכה וחלקה.

הרוטור בתוך מנוע הסרוו הוא מגנט קבוע.הנהג שולט בחשמל U/V/W תלת פאזי ליצירת שדה אלקטרומגנטי.הרוטור מסתובב תחת פעולת השדה המגנטי הזה.במקביל, המקודד שמגיע עם המנוע מעביר את אות המשוב לנהג.הערכים מושווים כדי להתאים את זווית סיבוב הרוטור.הדיוק של מנוע הסרוו תלוי בדיוק של המקודד (מספר השורות).

מהו מנוע סרוו?כמה סוגים יש?מהם מאפייני העבודה?

תשובה: מנוע הסרוו, המכונה גם מנוע המנהלים, משמש כמפעיל במערכת הבקרה האוטומטית כדי להמיר את האות החשמלי המתקבל לתזוזה זוויתית או פלט מהירות זוויתית על ציר המנוע.

מנועי סרוו מחולקים לשתי קטגוריות: מנועי סרוו DC ו-AC.המאפיינים העיקריים שלהם הם שאין סיבוב עצמי כאשר מתח האות הוא אפס, והמהירות יורדת במהירות אחידה עם עליית המומנט.

מה ההבדל בביצועים בין מנוע AC סרוו לבין מנוע DC סרוו ללא מברשות?

תשובה: הביצועים של מנוע AC סרוו טובים יותר, מכיוון שסרוו AC נשלט על ידי גל סינוס ואדוות המומנט קטן;בעוד שהסרוו DC ללא מברשות נשלט על ידי גל טרפז.אבל בקרת סרוו DC ללא מברשות היא פשוטה וזולה יחסית.

ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית כונן סרוו AC מגנט קבוע גרמה למערכת הסרוו DC להתמודד עם המשבר של חיסול.עם התפתחות הטכנולוגיה, טכנולוגיית כונן סרוו AC מגנט קבוע השיגה התפתחות יוצאת דופן, ויצרני חשמל מפורסמים במדינות שונות השיקו ללא הרף סדרות חדשות של מנועי סרוו AC וכונני סרוו.מערכת הסרוו AC הפכה לכיוון הפיתוח העיקרי של מערכת הסרוו העכשווית בעלת הביצועים הגבוהים, מה שגורם למערכת הסרוו DC להתמודד עם משבר הביטול.

בהשוואה למנועי סרוו DC, למנועי סרוו AC מגנט קבוע יש את היתרונות העיקריים הבאים:

⑴ללא מברשת וקומוטטור, הפעולה אמינה יותר וללא תחזוקה.

(2) חימום מתפתל סטטור מופחת מאוד.

⑶ האינרציה קטנה, ולמערכת יש תגובה מהירה טובה.

⑷ מצב עבודה במהירות גבוהה ומומנט גבוה הוא טוב.

⑸גודל קטן ומשקל קל תחת אותו כוח.

עקרון מנוע סרוו

מבנה הסטטור של מנוע AC סרוו דומה בעצם לזה של המנוע האסינכרוני חד פאזי מפוצל קבלים.הסטטור מצויד בשתי פיתולים עם הבדל הדדי של 90°, האחד הוא מתפתל עירור Rf, המחובר תמיד למתח AC Uf;השני הוא מתפתל הבקרה L, המחובר למתח אות הבקרה Uc.אז מנוע סרוו AC נקרא גם שני מנועי סרוו.

הרוטור של מנוע הסרוו AC עשוי בדרך כלל לכלוב סנאי, אך על מנת להפוך למנוע הסרוו בעל טווח מהירויות רחב, מאפיינים מכניים ליניאריים, ללא תופעת "רוטציה אוטומטית" וביצועי תגובה מהירים, בהשוואה למנועים רגילים, הוא צריך יש התנגדות הרוטור גדולה ומומנט האינרציה קטן.כיום, ישנם שני סוגים של מבני רוטור הנמצאים בשימוש נרחב: האחד הוא רוטור הסנאי-כלוב עם מוטות מובילים בעלי התנגדות גבוהה העשויים מחומרים מוליכים בעלי התנגדות גבוהה.על מנת להפחית את מומנט האינרציה של הרוטור, הרוטור נעשה דק;השני הוא רוטור בצורת גביע חלול עשוי מסגסוגת אלומיניום, דופן הספל הוא רק 0.2 -0.3 מ"מ, מומנט האינרציה של הרוטור בצורת כוס חלול קטן, התגובה מהירה והפעולה יציבה, אז זה נמצא בשימוש נרחב.

כאשר למנוע AC סרוו אין מתח בקרה, יש רק את השדה המגנטי הפועם שנוצר על ידי פיתול העירור בסטטור, והרוטור נייח.כאשר יש מתח בקרה, נוצר שדה מגנטי מסתובב בסטטור, והרוטור מסתובב לכיוון השדה המגנטי המסתובב.כאשר העומס קבוע, מהירות המנוע משתנה בהתאם לגודל מתח הבקרה.כאשר השלב של מתח הבקרה הפוך, מנוע הסרוו יתהפך.

למרות שעקרון העבודה של מנוע הסרוו AC דומה לזה של מנוע אסינכרוני חד-פאזי המופעל בקבלים, התנגדות הרוטור של הראשון גדולה בהרבה מזו של האחרון.לכן, בהשוואה למנוע האסינכרוני המופעל על ידי קבלים, למנוע הסרוו שלוש תכונות בולטות:

1. מומנט התנעה גדול: בשל התנגדות הרוטור הגדולה, מאפיין המומנט (מאפיין מכני) קרוב יותר לליניארי, ובעל מומנט התנעה גדול יותר.לכן, כאשר לסטטור יש מתח בקרה, הרוטור מסתובב מיד, אשר יש לו מאפיינים של התנעה מהירה ורגישות גבוהה.

2. טווח פעולה רחב: פעולה יציבה ורעש נמוך.[/p][p=30, 2, left] 3. אין תופעת סיבוב עצמי: אם מנוע הסרוו בפעולה מאבד את מתח הבקרה, המנוע יפסיק לפעול מיד.

מהו "מיקרו מנוע שידור דיוק"?

"מיקרו מנוע שידור דיוק" יכול לבצע במהירות ובנכון הוראות המשתנות תכופות במערכת, ולהניע את מנגנון הסרוו להשלמת העבודה המצופה בהוראה, ורובם יכולים לעמוד בדרישות הבאות:

1. הוא יכול להתחיל, לעצור, לבלום, להפוך לאחור ולרוץ במהירות נמוכה לעתים קרובות, ויש לו חוזק מכני גבוה, רמת עמידות בחום גבוהה ורמת בידוד גבוהה.

2. יכולת תגובה מהירה טובה, מומנט גדול, מומנט אינרציה קטן וקבוע זמן קטן.

3. עם נהג ובקר (כגון מנוע סרוו, מנוע צעד), ביצועי הבקרה טובים.

4. אמינות גבוהה ודיוק גבוה.

הקטגוריה, המבנה והביצועים של "מיקרו מנוע שידור דיוק"

מנוע AC סרוו

(1) מנוע סרוו AC דו-פאזי מסוג כלוב (רוטור מסוג כלוב דק, מאפיינים מכניים ליניאריים בקירוב, נפח קטן וזרם עירור, סרוו בעל הספק נמוך, פעולה במהירות נמוכה אינה חלקה מספיק)

(2) מנוע סרוו AC דו-פאזי רוטור כוס לא מגנטי (רוטור ללא ליבה, מאפיינים מכניים כמעט ליניאריים, נפח גדול וזרם עירור, סרוו כוח קטן, פעולה חלקה במהירות נמוכה)

(3) מנוע AC דו-פאזי עם רוטור כוס פרומגנטי (רוטור כוס עשוי מחומר פרומגנטי, מאפיינים מכניים כמעט ליניאריים, מומנט אינרציה גדול של הרוטור, אפקט גלגל שיניים קטן, פעולה יציבה)

(4) מנוע סרוו AC מגנט קבוע סינכרוני (יחידה משולבת קואקסיאלית המורכבת ממנוע סינכרוני מגנט קבוע, מד טכומטר ואלמנט זיהוי מיקום, הסטטור הוא תלת-פאזי או דו-פאזי, ורוטור החומר המגנטי חייב להיות מצויד עם טווח המהירות הוא רחב והמכני הנעת גל ריבוע והנעת גלי סינוס, ביצועי בקרה טובים ומוצרים כימיים אינטגרציה אלקטרומכנית)

(5) מנוע אסינכרוני תלת פאזי AC סרוו (הרוטור דומה למנוע האסינכרוני מסוג כלוב, וחייב להיות מצויד בדריבר. הוא מאמץ בקרת וקטור ומרחיב את טווח ויסות מהירות הספק קבוע. הוא משמש בעיקר ב- מערכות ויסות מהירות ציר כלי מכונות)

מנוע סרוו DC

(1) מנוע סרוו DC מתפתל מודפס (רוטור דיסק וסטטור דיסק מחוברים צירית עם פלדה מגנטית גלילית, מומנט האינרציה של הרוטור קטן, אין אפקט גלגל שיניים, אין אפקט רוויה, ומומנט המוצא גדול)

(2) מנוע סרוו DC מסוג דיסק מפותל בחוט (רוטור דיסק וסטטור מחוברים צירית עם פלדה מגנטית גלילית, מומנט האינרציה של הרוטור קטן, ביצועי הבקרה טובים יותר מאשר מנועי סרוו DC אחרים, היעילות גבוהה, וה מומנט היציאה גדול)

(3) מנוע DC מגנט קבוע אבזור מסוג גביע (רוטור ללא ליבה, מומנט אינרציה רוטור קטן, מתאים למערכת סרוו תנועה מצטברת)

(4) מנוע סרוו DC ללא מברשות (הסטטור מתפתל רב-פאזי, הרוטור הוא מגנט קבוע, עם חיישן מיקום הרוטור, ללא הפרעות ניצוץ, חיים ארוכים, רעש נמוך)

מנוע מומנט

(1) מנוע מומנט DC (מבנה שטוח, מספר קטבים, מספר חריצים, מספר חתיכות התמורה, מספר מוליכים בסדרה; מומנט פלט גדול, עבודה רציפה במהירות נמוכה או תקועה, מאפיינים מכניים והתאמה טובים, קבוע זמן אלקטרומכני קטן )

(2) מנוע מומנט DC ללא מברשות (דומה במבנה למנוע סרוו DC ללא מברשות, אך שטוח, עם הרבה קטבים, חריצים ומוליכי סדרה; מומנט פלט גדול, מאפיינים מכניים והתאמה טובים, חיים ארוכים, ללא ניצוצות, ללא רעש נמוך)

(3) מנוע מומנט AC מסוג כלוב (רוטור מסוג כלוב, מבנה שטוח, מספר רב של מוטות וחריצים, מומנט התנעה גדול, קבוע זמן אלקטרומכני קטן, פעולת רוטור נעול לטווח ארוך ותכונות מכניות רכות)

(4) מנוע מומנט AC רוטור מוצק (רוטור מוצק עשוי מחומר פרומגנטי, מבנה שטוח, מספר רב של קטבים וחריצים, רוטור נעול לטווח ארוך, פעולה חלקה, תכונות מכניות רכות)

מנוע צעדים

(1) מנוע צעד תגובתי (הסטטור והרוטור עשויים מיריעות פלדה סיליקון, אין פיתול על ליבת הרוטור, ויש פיתול בקרה על הסטטור; זווית הצעד קטנה, תדירות ההתנעה והריצה גבוהה , דיוק זווית הצעד נמוך, ואין מומנט נעילה עצמית)

(2) מנוע צעדים מגנט קבוע (רוטור מגנט קבוע, קוטביות מגנטיות רדיאלית; זווית צעדים גדולה, תדירות התנעה ותפעול נמוכה, מומנט החזקה וצריכת חשמל קטנה יותר מהסוג התגובתי, אך נדרשים זרם פולסים חיוביים ושליליים)

(3) מנוע צעד היברידי (רוטור מגנט קבוע, קוטביות מגנטיזציה צירית; דיוק זווית צעד גבוה, מומנט החזקה, זרם כניסה קטן, מגנט תגובתי וגם מגנט קבוע