Servokäyttö ( latinasta servus - palvelija, avustaja, orja) tai servokäyttö - mekaaninen käyttö, jossa on automaattinen tilankorjaus sisäisen negatiivisen palautteen kautta ulkopuolelta asetettujen parametrien mukaisesti.
Servokäyttö on minkä tahansa tyyppinen mekaaninen käyttö (laite, työkappale), joka sisältää anturin (asento, nopeus, voima jne.) ja käyttöohjausyksikön (elektroninen piiri tai mekaaninen kytkentäjärjestelmä), joka ylläpitää automaattisesti tarvittavat parametrit anturi (ja vastaavasti laitteessa) asetetun ulkoisen arvon mukaan (säätönupin asento tai muiden järjestelmien numeerinen arvo).
Yksinkertaisesti sanottuna servokäyttö on "automaattinen tarkka suorittaja" - vastaanottaessaan ohjausparametrin arvon syötteenä (reaaliajassa), se "itse" (anturin lukemien perusteella) pyrkii luomaan ja ylläpitämään tätä arvoa toimilaitteen lähtö.
Servokäytöt käyttöluokkana sisältävät monia erilaisia säätimiä ja vahvistimia, joilla on negatiivinen palaute, esimerkiksi hydrauliset, sähköiset, pneumaattiset tehostimet ohjauselementtien manuaaliseen ohjaukseen (erityisesti traktorien ja autojen ohjaus- ja jarrujärjestelmät), mutta termiä "servokäyttö" käytetään useimmiten (ja tässä artikkelissa) viittaamaan sähköiseen käyttölaitteeseen, jossa on asennon palaute, jota käytetään automaattisissa järjestelmissä ohjauselementtien ja työkappaleiden ohjaamiseen .
Servokäyttöjä käytetään tällä hetkellä korkean suorituskyvyn laitteissa seuraavilla teollisuudenaloilla: koneenrakennus; automaattiset tuotantolinjat: juomat, pakkaukset, rakennusmateriaalit, elektroniikka jne., käsittelylaitteet; polygrafia; puuntyöstö, elintarviketeollisuus.
Yksinkertaisin sähköisen servokäytön ohjausyksikkö voidaan rakentaa takaisinkytkentäanturin arvojen ja asetusarvon vertailuun sopivan napaisuuden (releen kautta) jännitteellä sähkömoottoriin. Monimutkaisemmissa piireissä (mikroprosessoreissa) voidaan ottaa huomioon käytettävän elementin inertia ja toteuttaa sähkömoottorin tasainen kiihdytys ja hidastuminen dynaamisten kuormien vähentämiseksi ja tarkemman paikannuksen vähentämiseksi (esimerkiksi päiden käyttö nykyaikaisissa kiintolevyissä).
Servokäyttöjen tai servokäyttöryhmien ohjaamiseen voidaan käyttää erityisiä CNC -ohjaimia , jotka voidaan rakentaa ohjelmoitavien logiikkaohjaimien (PLC) pohjalta.
Moottorin teho: 0,05 - 15 kW.
Vääntömomentit (nimellis): 0,15 - 50 Nm.
Toinen vaihtoehto käytettävien elementtien tarkkaan sijoittamiseen ilman takaisinkytkentäanturia on askelmoottorin käyttö . Tässä tapauksessa ohjauspiiri laskee tarvittavan määrän pulsseja (askeleita) vertailupisteen paikasta (tämä ominaisuus johtuu askelmoottorin ominaismelusta 3,5"- ja CD-/DVD-asemissa, kun yritetään lukea uudelleen) Samanaikaisesti tarkan paikannuksen varmistetaan parametrisillä negatiivisella takaisinkytkentäisillä järjestelmillä, jotka muodostuvat askelmoottorin staattorin ja roottorin vastaavien napojen vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.Askelmoottorin ohjausjärjestelmä, joka aktivoi vastaavan staattorin napa, generoi komentosignaalin vastaavalle parametriselle järjestelmälle.
Koska anturi yleensä ohjaa käytettävää elementtiä, sähköisellä servolla on seuraavat edut askelmoottoriin verrattuna :
Haitat askelmoottoriin verrattuna
Servokäyttöä voidaan kuitenkin käyttää askelmoottorin pohjalta tai sen lisäksi niiden etuja jossain määrin yhdistäen ja niiden välistä kilpailua eliminoimalla (servokäyttö suorittaa karkean paikannuksen vastaavan toiminta-alueella askelmoottorin parametrinen järjestelmä, ja jälkimmäinen suorittaa lopullisen asemoinnin suhteellisen suurella vääntömomentilla ja asennon kiinnityksellä).
PS:
Servokäytössä ei ole kiinnitysongelmaa, toisin kuin stepperissä. Erittäin tarkka paikannus ja pysyminen tietyssä asennossa varmistetaan sähkökoneen toiminnalla venttiilitilassa, jonka ydin rajoittuu sen toimintaan voimanlähteenä. Asentoerosta (ja muista sähkökäytön koordinaateista) riippuen muodostuu voimatehtävä. Samanaikaisesti servokäytön kiistaton etu on energiatehokkuus: virtaa syötetään vain määrä, joka on tarpeen työkappaleen pitämiseksi tietyssä asennossa. Toisin kuin askeltilassa, kun käytetään suurinta virta-arvoa, joka määrittää koneen kulmaominaisuudet. Koneen kulma-ominaisuus on pienillä poikkeamilla samanlainen kuin mekaaninen jousi, joka yrittää "vetää" työkappaleen haluttuun kohtaan. Stepper-käytössä mitä suurempi asennon epäsopivuus, sitä suurempi voima vakiovirralla.
1. Pyörivä servo
2. Lineaarinen liikeservo
Synkroninen servokäyttö - voit asettaa tarkasti pyörimiskulman (tarkkuudella kaariminuuteissa), pyörimisnopeuden, kiihtyvyyden. Kiihtyy nopeammin kuin asynkroninen, mutta monta kertaa kalliimpi.
Asynkroninen servo ( Asynkroninen kone nopeusanturilla) - voit asettaa nopeuden tarkasti myös alhaisilla nopeuksilla.
Lineaarimoottorit - voivat kehittää valtavia kiihtyvyksiä (jopa 70 m / s²).
3. Toimintaperiaatteen mukaan
Sähkömekaanisessa servokäytössä liikkeen muodostavat sähkömoottori ja vaihdelaatikko.
Sähköhydromekaanisessa servokäytössä liikkeen muodostaa mäntä-sylinterijärjestelmä . Näillä servokäytöillä on suuruusluokkaa suurempi nopeus kuin sähkömekaanisilla.
Servokäyttöjä käytetään ohjattavan elementin tarkkaan (anturin mukaan) paikannukseen (useimmiten) automaattisissa järjestelmissä:
Pyöriviä liikeservoja käytetään :
Lineaarisen liikkeen servokäyttöjä käytetään esimerkiksi koneissa elektronisten komponenttien asentamiseen piirilevyille.
Servomoottori on servokäyttö, jossa on moottori, joka on suunniteltu siirtämään lähtöakseli haluttuun asentoon (ohjaussignaalin mukaisesti) ja pitämään tätä asentoa automaattisesti aktiivisesti.
Servomoottoreita käytetään akselin pyörimisen ohjaamien laitteiden, kuten venttiilien, kytkimien ja niin edelleen, avaamiseen ja sulkemiseen.
Servomoottorin tärkeitä ominaisuuksia ovat moottoridynamiikka, liikkeen tasaisuus, energiatehokkuus .
Servomoottoreita käytetään laajalti teollisuudessa , kuten metallurgiassa , CNC-työstökoneissa , puristus- ja leimauslaitteissa, autoteollisuudessa , rautateiden vetokulkuneuvoissa .
Useimmiten servokäytöissä käytettiin 3-napaisia harjattuja moottoreita, joissa magneettien sisällä pyörii raskas roottori käämityksellä.
Ensimmäinen parannus, jota sovellettiin, oli käämien määrän lisääminen viiteen. Näin vääntömomentti ja kiihdytysnopeus kasvoivat. Toinen parannus on muutos moottorin suunnittelussa. Teräsydintä käämityksellä on erittäin vaikea pyörittää nopeasti. Siksi rakennetta muutettiin - käämit ovat magneettien ulkopuolella ja teräsytimen pyöriminen on suljettu pois. Näin ollen moottorin paino on laskenut, kiihdytysaika on lyhentynyt ja kustannukset ovat nousseet.
Ja lopuksi, kolmas vaihe on harjattomien moottoreiden käyttö. Harjattomat moottorit ovat tehokkaampia, koska niissä ei ole harjoja tai liukukoskettimia. Ne ovat tehokkaampia, tarjoavat enemmän tehoa, nopeutta, kiihtyvyyttä, vääntömomenttia.