Servomotoarele DC sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații industriale și de automatizare datorită preciziei lor ridicate, controlului excelent al vitezei și caracteristicilor cuplului. Dispozitivele de feedback joacă un rol crucial în funcționarea servomotoarelor de curent continuu, deoarece oferă informații esențiale despre poziția, viteza și cuplul motorului. Aceste informații sunt utilizate de controlerul motorului pentru a regla performanța motorului și pentru a asigura o funcționare precisă și stabilă. În calitate de furnizor de servomotoare DC, voi prezenta câteva tipuri comune de dispozitive de feedback utilizate în servomotoarele DC.
Codificatoare
Codificatoarele sunt unul dintre cele mai utilizate dispozitive de feedback în servomotoarele de curent continuu. Ele pot fi clasificate în două tipuri principale: codificatoare incrementale și codificatoare absolute.
Codificatoare incrementale
Codificatoarele incrementale generează o serie de impulsuri pe măsură ce arborele motorului se rotește. Numărul de impulsuri este proporțional cu deplasarea unghiulară a arborelui. Prin numărarea acestor impulsuri, controlerul poate determina viteza motorului și poziția relativă a arborelui. Codificatoarele incrementale sunt relativ simple și rentabile, făcându-le potrivite pentru multe aplicații de uz general.
Principiul de bază al unui encoder incremental implică un disc rotativ cu fante sau marcaje uniform distanțate. Pe măsură ce discul se rotește, o sursă de lumină și un fotodetector detectează trecerea acestor fante, generând impulsuri electrice. Rezoluția unui encoder incremental este determinată de numărul de sloturi de pe disc. Codificatoarele cu rezoluție mai mare pot oferi informații mai precise despre poziție și viteză.
De exemplu, într-o aplicație de braț robotizat, un encoder incremental poate fi utilizat pentru a monitoriza mișcarea fiecărei articulații. Controlerul poate utiliza feedback-ul codificatorului pentru a controla cu precizie viteza și poziția articulațiilor, permițând brațului robotizat să efectueze sarcini complexe cu o precizie ridicată.
Codificatoare absolute
Codificatoarele absolute, pe de altă parte, oferă o valoare absolută de poziție pentru arborele motorului în orice moment dat. Spre deosebire de codificatoarele incrementale, care oferă doar informații despre poziție relativă, codificatoarele absolute pot determina imediat poziția exactă a arborelui fără a fi nevoie de un punct de referință sau de inițializare.
Codificatoarele absolute folosesc de obicei o schemă de codare mai complexă pe discul rotativ. Fiecare poziție de pe disc corespunde unui cod digital unic. Când codificatorul este pornit, controlerul poate citi codul și poate obține direct poziția arborelui. Acest lucru face codificatoarele absolute ideale pentru aplicațiile în care este necesar un control precis al poziției, cum ar fi mașinile CNC.
Într-o mașină de frezat CNC, un encoder absolut poate asigura că unealta de tăiere este întotdeauna în poziția corectă, rezultând operații de prelucrare de înaltă calitate. Abilitatea de a cunoaște poziția exactă imediat după pornire reduce, de asemenea, timpul de configurare și îmbunătățește productivitatea generală.
Tahometre
Tahometrele sunt folosite pentru a măsura viteza de rotație a servomotorului de curent continuu. Acestea oferă o ieșire de tensiune proporțională cu viteza motorului. Există două tipuri principale de tahometre: tahometre DC și tahometre AC.
Tahometre DC
Tahometrele DC funcționează pe principiul inducției electromagnetice. Un generator de curent continuu cu magnet permanent este cuplat la arborele motorului. Pe măsură ce arborele se rotește, generatorul produce o tensiune de curent continuu care este direct proporțională cu viteza de rotație.
Tensiunea de ieșire a unui turometru de curent continuu poate fi măsurată cu ușurință și utilizată de controlerul motorului pentru a regla viteza motorului. Tahometrele DC sunt relativ simple și fiabile, dar pot fi afectate de variațiile de temperatură și câmp magnetic.
Într-un sistem cu bandă transportoare, un tahometru DC poate fi utilizat pentru a monitoriza viteza motorului care antrenează cureaua. Dacă viteza se abate de la valoarea setată, controlerul poate regla tensiunea de intrare a motorului pentru a menține o viteză constantă, asigurând funcționarea lină și eficientă a sistemului de transport.
Tahometre AC
Tahometrele AC generează o ieșire de tensiune AC care este proporțională cu viteza motorului. Ele se bazează adesea pe principiul unui câmp magnetic rotativ. Frecvența de ieșire a unui turometru AC este legată de viteza motorului.
Tahometrele AC sunt mai puțin afectate de variațiile de temperatură și câmp magnetic în comparație cu tahometrele DC. Ele sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații de mare viteză în care măsurarea precisă a vitezei este crucială.
De exemplu, într-un motor cu ax de mare viteză utilizat într-o mașină de șlefuit de precizie, un turometru AC poate oferi un feedback precis al vitezei. Controlerul poate regla apoi sursa de alimentare a motorului pentru a menține o viteză de rotație stabilă și precisă, rezultând operații de șlefuire de înaltă calitate.
Rezolvatorii
Rezolvatorii sunt dispozitive electromagnetice care pot furniza atât informații despre poziție, cât și despre viteză pentru servomotoarele de curent continuu. Ele constau dintr-un stator și un rotor. Statorul are două sau mai multe înfășurări, iar rotorul este conectat la arborele motorului.
Când o tensiune de excitație AC este aplicată uneia dintre înfășurările statorului, o tensiune indusă este generată în celelalte înfășurări ale statorului. Mărimea și faza tensiunii induse depind de poziția unghiulară a rotorului. Măsurând aceste tensiuni, controlerul poate determina poziția arborelui motorului.
Rezolvatorii sunt cunoscuți pentru robustețea și fiabilitatea lor. Acestea pot funcționa în medii dure, inclusiv în condiții de temperatură ridicată, vibrații ridicate și umiditate ridicată. Acest lucru le face potrivite pentru aplicații în industria aerospațială și auto.
În sistemul de control al zborului unei aeronave, un resolver poate fi utilizat pentru a monitoriza poziția suprafețelor de control, cum ar fi eleronoanele și lifturile. Feedback-ul de poziție fiabil furnizat de resolver asigură funcționarea sigură și precisă a aeronavei.
Senzori cu efect Hall
Senzorii cu efect Hall sunt utilizați pentru a detecta poziția și viteza motorului. Ele funcționează pe baza efectului Hall, care este generarea unei diferențe de tensiune pe un conductor atunci când este plasat într-un câmp magnetic și trece un curent prin acesta.
Într-un servomotor DC, senzorii cu efect Hall sunt adesea utilizați pentru a detecta poziția magneților rotorului. Prin plasarea senzorilor cu efect Hall în jurul statorului motorului, controlerul poate determina poziția rotorului și poate regla curentul în înfășurările statorului în consecință.
Senzorii cu efect Hall sunt mici, ieftini și au un timp de răspuns rapid. Ele sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații cu costuri reduse și de volum mare, cum ar fi în electronice de larg consum și sisteme de automatizare la scară mică.
De exemplu, într-o jucărie robotică de dimensiuni mici, senzorii cu efect Hall pot fi utilizați pentru a controla mișcarea articulațiilor jucăriei. Senzorii oferă controlerului feedback de poziție, permițând jucăriei să efectueze mișcări simple cu precizie.
În calitate de furnizor de servomotoare DC, oferim o gamă largă de produse care sunt compatibile cu diferite tipuri de dispozitive de feedback. NoastreMini servodriver DCeste proiectat să funcționeze perfect cu encodere, turometre și alte dispozitive de feedback, oferind un control precis al servomotoarelor de curent continuu. NoastreServomotor de joasă tensiuneeste potrivit pentru aplicații în care consumul de energie trebuie redus la minimum, iar dispozitivele de feedback asigură o funcționare precisă. În plus, al nostruMotor de cuplu fără cadruoferă performanțe de cuplu ridicat cu ajutorul tehnologiilor avansate de feedback.
Dacă sunteți în căutarea unor servomotoare DC de înaltă calitate și dispozitive de feedback aferente pentru aplicația dvs. specifică, suntem aici pentru a vă ajuta. Vă putem oferi sfaturi profesionale cu privire la alegerea celei mai potrivite combinații de dispozitiv de feedback și motor pentru nevoile dumneavoastră. Contactați-ne pentru achiziții și haideți să discutăm cum vă putem îndeplini cerințele pentru a obține performanțe optime în proiectele dumneavoastră.
Referințe
- Dorf, RC și Bishop, RH (2017). Sisteme moderne de control. Pearson.
- Krause, PC, Wasynczuk, O. și Sudhoff, SD (2013). Analiza mașinilor electrice și a sistemelor de acționare. Wiley.
- Johnson, RA (2006). Servomotoare și teoria controlului industrial. Elsevier.