מה זה סרוו, היגוי סרוו

כונן סרוו הוא כונן שהשליטה המדויקת בו מתבצעת באמצעות משוב שלילי ובכך מאפשרת להשיג את הפרמטרים הדרושים לתנועת הגוף העובד.

למנגנונים מסוג זה יש חיישן המנטר פרמטר מסוים, למשל מהירות, מיקום או כוח, וכן יחידת בקרה (מוטות מכניים או מעגל אלקטרוני) שתפקידה לשמור אוטומטית על הפרמטר הנדרש במהלך פעולת המכשיר. , בהתאם לאות מהחיישן בכל רגע בזמן.

הערך ההתחלתי של פרמטר ההפעלה נקבע באמצעות פקד, למשל כפתור פוטנציומטר או באמצעות מערכת חיצונית אחרת שבה מוזן ערך מספרי. אז, כונן הסרוו מבצע אוטומטית את המשימה שהוקצה - בהסתמך על האות מהחיישן, הוא מתאים במדויק את הפרמטר שנקבע ושומר אותו יציב על הכונן.

מגברים ורגולטורים רבים עם משוב שלילי יכולים להיקרא סרוו.לדוגמה, כונני סרוו כוללים בלימה והיגוי במכוניות, שבהן למגבר המופעל ביד יש בהכרח משוב מיקום שלילי.

מרכיבים עיקריים של הסרוו:

• יחידת כונן;

• חיישן;

• יחידת בקרה;

• מֵמִיר.

לדוגמה, צילינדר פנאומטי עם מוט או מנוע חשמלי עם תיבת הילוכים יכול לשמש ככונן. חיישן המשוב יכול להיות מקודד (חיישן זווית) או למשל חיישן אולם… יחידת בקרה - מהפך בודד, ממיר תדרים, מגבר סרוו (Servodrive אנגלי). מכשיר הבקרה יכול לכלול מיד חיישן אות בקרה (מתמר, קלט, חיישן זעזועים).

בצורתה הפשוטה ביותר, יחידת הבקרה לכונן סרוו חשמלי מבוססת על מעגל להשוואת ערכי האותות שנקבעו והאות המגיע מחיישן המשוב, וכתוצאה מכך מסופק מתח בקוטביות המתאימה. למנוע החשמלי.

אם נדרשת האצה חלקה או האטה חלקה כדי למנוע עומס דינמי של המנוע החשמלי, אזי מיושמות תוכניות בקרה מורכבות יותר המבוססות על מיקרו-מעבדים, שיכולות למקם את גוף העבודה בצורה מדויקת יותר. כך, למשל, התקן למיקום הראשים בדיסקים קשיחים מסודר.

שליטה מדויקת בקבוצות או כונני סרוו בודדים מושגת באמצעות בקרי CNC, שאגב ניתן לבנות על בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות. כונני סרוו המבוססים על בקרים כאלה מגיעים להספק של 15 קילוואט ויכולים לפתח מומנט של עד 50 ננומטר.

כונני סרוו סיבוביים הם סינכרוניים, עם אפשרות להתאמה מדויקת במיוחד של מהירות הסיבוב, זווית הסיבוב והתאוצה, וא-סינכרוניים, כאשר המהירות נשמרת בצורה מדויקת מאוד גם במהירויות נמוכות במיוחד.

מנועי סרוו סינכרוניים מסוגלים להאיץ במהירות רבה למהירות מדורגת. סרוו ליניארי מעגלי ושטוחים נפוצים גם הם, המאפשרים תאוצות של עד 70 מ"ר לשנייה.

באופן כללי, התקני סרוו מחולקים לאלקטרו-הידרו-מכאניים ולאקטרו-מכאניים. בראשון, התנועה נוצרת ע"י מערכת הבוכנה-צילינדר והתגובה גבוהה מאוד. האחרונים פשוט משתמשים במנוע חשמלי עם תיבת הילוכים, אבל הביצועים נמוכים בסדר גודל.

היקף היישום של כונני סרוו כיום הוא רחב מאוד, בשל האפשרות למיקום מדויק במיוחד של גוף העבודה.

ישנם מנעולים מכניים, שסתומים וגופי עבודה של כלים וכלי מכונות שונים, במיוחד עם CNC, לרבות מכונות אוטומטיות לייצור מפעל של מעגלים מודפסים ורובוטים תעשייתיים שונים ועוד כלים מדויקים רבים. מנועי סרוו מהירים מאוד פופולריים עם דגמי מטוסים. בפרט, מנועי סרוו בולטים באחידות האופיינית של תנועה ויעילות במונחים של צריכת אנרגיה.

מנועי קומוטטור תלת קוטבי שימשו במקור כהנעים למנועי סרוו, כאשר הרוטור הכיל פיתולים והסטטור הכיל מגנטים קבועים. הייתה לו גם מברשת אספן. מאוחר יותר, גדל מספר הסלילים לחמישה, והמומנט גדל והתאוצה הפכה מהירה יותר.

השלב הבא של השיפור - הפיתולים הונחו מחוץ למגנטים, כך שהמשקל של הרוטור הופחת, וזמן התאוצה הצטמצם, אך העלות גדלה. כתוצאה מכך, ננקט צעד שיפור מרכזי - הם נטשו את הסעפת (במיוחד, מנועי רוטור מגנט קבוע הפכו נפוצים) והמנוע התברר כחסר מברשות, אפילו יעיל יותר, שכן התאוצה, המהירות והמומנט היו כעת אפילו גבוהים יותר.

מנועי סרוו הפכו פופולריים מאוד בשנים האחרונות. נשלט על ידי Arduino, מה שפותח אפשרויות רחבות גם לתעופה חובבנית וגם לרובוטיקה (קוואדקופטרים וכו'), וגם ליצירת מכונות חיתוך מתכת מדויקות.

לרוב, מנועי סרוו קונבנציונליים משתמשים בשלושה חוטים להפעלה. אחד מהם הוא עבור כוח, השני הוא אות, השלישי הוא נפוץ. אות בקרה מסופק לחוט האות, לפיו יש צורך להתאים את המיקום של פיר הפלט. מיקום הפיר נקבע על ידי מעגל הפוטנציומטר.

הבקר, באמצעות התנגדות וערך אות הבקרה, קובע לאיזה כיוון יש צורך להסתובב על מנת שהפיר יגיע למצב הרצוי. ככל שהמתח שהוסר מהפוטנציומטר גבוה יותר, כך מומנט גדול יותר.

הודות ליעילות האנרגטית הגבוהה שלהם, יכולות השליטה המדויקות והביצועים המצוינים, כונני סרוו המבוססים על מנועים ללא מברשות נמצאים יותר ויותר בצעצועים, מכשירי חשמל ביתיים (שואבי אבק כבדים עם מסנני HEPA) ובציוד תעשייתי.