Принцип роботи серводвигуна

A серводвигун— це двигун, який може точно контролювати положення, швидкість та прискорення і зазвичай використовується в застосуваннях, що потребують високоточного керування рухом. Його можна розуміти як двигун, який виконує команду керуючого сигналу: до подачі керуючого сигналу ротор нерухомий; коли керуючий сигнал надсилається, ротор негайно обертається; коли керуючий сигнал втрачається, ротор може негайно зупинитися. Його принцип роботи включає систему керування, енкодер та петлю зворотного зв'язку. Нижче наведено детальне пояснення того, як працюють серводвигуни:

Система керування: Система керування серводвигуном зазвичай складається з контролера, драйвера та двигуна. Контролер отримує керуючі сигнали ззовні, такі як інструкції щодо положення або швидкості, а потім перетворює ці сигнали на сигнали струму або напруги та надсилає їх драйверу. Драйвер керує обертанням двигуна відповідно до керуючого сигналу для досягнення необхідного положення або швидкості.

Енкодер: Серводвигуни зазвичай оснащені енкодером для вимірювання фактичного положення ротора двигуна. Енкодер передає інформацію про положення ротора до системи керування, щоб система керування могла контролювати положення двигуна в режимі реального часу та регулювати його.

Зворотний зв'язок: Система керування серводвигунами зазвичай використовує замкнутий цикл керування, який регулює вихідну потужність двигуна шляхом постійного вимірювання фактичного положення та порівняння його з бажаним положенням. Цей контур зворотного зв'язку забезпечує відповідність положення, швидкості та прискорення двигуна сигналу керування, що дозволяє точно керувати рухом.

Алгоритм керування: Система керування серводвигуном зазвичай використовує алгоритм керування PID (пропорційно-інтегрально-диференціальний), який безперервно регулює вихідну потужність двигуна, щоб фактичне положення було якомога ближчим до бажаного. Алгоритм керування PID може регулювати вихідну потужність двигуна на основі різниці між фактичним положенням і бажаним положенням для досягнення точного керування положенням.

У реальних умовах, коли система керування отримує інструкції щодо положення або швидкості, драйвер керуватиме обертанням двигуна на основі цих інструкцій. Водночас, енкодер постійно вимірює фактичне положення ротора двигуна та передає цю інформацію назад до системи керування. Система керування регулюватиме вихідну потужність двигуна за допомогою алгоритму PID-керування на основі інформації про фактичне положення, що надходить від енкодера, таким чином, щоб фактичне положення було якомога ближчим до бажаного.

Принцип роботи серводвигуна можна розуміти як замкнуту систему керування, яка безперервно вимірює фактичне положення та порівнює його з бажаним положенням, а також регулює вихідну потужність двигуна відповідно до різниці для досягнення точного контролю положення, швидкості та прискорення. Це робить серводвигуни широко використовуваними в сферах, що потребують високоточного керування рухом, таких як верстати з ЧПК, роботи, автоматизоване обладнання та інші галузі.