I. Разлики между Stepper Motors и Servos и Servo Motors

Стъпков двигател: Електрическият импулсен сигнал в ъглово изместване или изместване на линията на отворения контролен елемент на стъпковия елемент. Просто казано, той разчита на електрическия импулсен сигнал, за да контролира ъгъла и броя на завоите. Така той разчита само на импулсния сигнал, за да определи колко въртене. Тъй като няма сензор, ъгълът на спиране може да се отклони. Точният импулсен сигнал обаче свежда до минимум отклонението.

Серво двигател: Разчитайте на серво контролното верига, за да контролирате скоростта на двигателя, през сензора, за да контролирате позицията на въртене. Така че контролът на позицията е много прецизен. А скоростта на въртене също е променлива.

Servo (Electronic Servo): Основният компонент на сервото е серво моторът. Той съдържа серво за управление на двигателя + редукционен комплект предавка. О, да, серво моторът няма комплект за намаляване на предавката. А сервото има комплект за намаляване на предавката.

В случай на серво ограничение, той разчита на потенциометър под изходния вал, за да определи ъгъла на кормилото на рамото на кормилото. Контролът на серво сигнала е сигнал, модулиран за ширина на импулса (PWM), където микроконтролерът може лесно да генерира този сигнал.

II. Основен принцип на стъпковия мотор

Как работи:

Обикновено роторът на двигателя е постоянен магнит и когато токът тече през намотките на статора, намотките на статора произвеждат векторно магнитно поле. Това магнитно поле ще задвижва ротора да се върти под ъгъл, така че посоката на двойката магнитни полета на ротора да бъде същата като посоката на магнитното поле на статора. Когато векторното магнитно поле на статора се върти под ъгъл. Роторът също се върти под ъгъл с това магнитно поле. За всеки входен електрически импулс двигателят върти една ъглова стъпка напред. Изходното му ъглово изместване е пропорционално на броя на входните импулси, а скоростта на въртене е пропорционална на честотата на импулсите. Чрез промяна на реда, в който намотките се захранват, двигателят се обръща. Следователно, броят и честотата на импулсите и редът на захранване на намотките на всяка фаза на двигателя могат да бъдат контролирани, за да се контролира въртенето на стъпковия двигател.

Принцип на генериране на топлина:

Обикновено виждате всички видове двигатели, вътрешни са желязната ядро ​​и намотката. Съпротивлението на намотката, мощността ще доведе до загуба, размер на загубата и съпротивление, а токът е пропорционален на квадрата, който често се нарича загуба на мед, ако токът не е стандартната постоянен или синусоидна вълна, също ще доведе до хармонична загуба; Core има ефект на хистерезис за ток, в променливото магнитно поле също ще доведе до загуба, размерът на материала, тока, честотата, свързаните с напрежението, което се нарича загуба на желязо. Загубата на мед и загубата на желязо ще се проявят под формата на генериране на топлина, като по този начин ще се отрази на ефективността на двигателя. Стъпващият двигател обикновено преследва точността на позициониране и изхода на въртящия момент, ефективността е сравнително ниска, токът обикновено е по -голям, а хармоничните компоненти са високи, честотата на тока се редува със скоростта и промените, така че стъпващите двигатели обикновено имат топлинна ситуация и ситуацията е по -сериозна от общия двигател на променлив ток.

Iii. Конструкция на кормилото

Сервото се състои главно от корпус, платка, задвижващ двигател, редуктор на предавката и елемент за откриване на позиция. Неговият принцип на работа е, че приемникът изпраща сигнал към сервото, а IC на платката задвижва безкосния двигател, за да започне да се върти, а мощността се предава на люлеещата се рама през редукционната предавка и в същото време детекторът за позиция изпраща сигнал обратно, за да определи дали е пристигнал при позиционирането или не. Детекторът за позиция всъщност е променлив резистор. Когато серво се върти, стойността на резистора ще се промени съответно и ъгълът на въртене може да бъде известен чрез откриване на стойността на резистора. Общият серво двигател е тънка медна тел, увита около триполюсен ротор, когато токът преминава през бобината, ще генерира магнитно поле, а периферията на магнита на ротора да произвежда отблъскване, което от своя страна генерира силата на въртене. Според физиката моментът на инерцията на даден обект е пряко пропорционален на неговата маса, така че колкото по -голяма е масата на обекта, който трябва да се завърти, толкова по -голяма е необходимата сила. За да се постигне бърза скорост на въртене и ниска консумация на мощност, сервото е направено от тънки медни проводници, усукани в много тънък кух цилиндър, образувайки много лек кух ротор без стълбове, а магнитите се поставят вътре в цилиндъра, който е двигателят на кухината чаша.

За да отговарят на различни работни среди, има сервости с водоустойчив и прахоустойчив дизайн; И в отговор на различни изисквания за натоварване има пластмасови и метални зъбни колела за сервори, а металните предавки за серво обикновено са с висока и висока скорост, с предимството, че предавките няма да бъдат отрязани поради прекомерни товари. Серви от по -висок клас ще бъдат оборудвани с лагери с топка, за да се върти по -бързото и по -точното. Има разлика между един лагер с топка и два лагера на топка, разбира се, че двата лагера на топка са по -добри. Новите серво на FET се използват главно FET (полеви транзистор), който има предимството на ниската вътрешна устойчивост и следователно по -малка загуба на ток от нормалните транзистори.

IV. Принцип на експлоатация

От PWM вълната във вътрешната верига за генериране на напрежение на отклонение, генераторът на контактора през редукционната предавка, за да задвижва потенциометъра да се движи, така че когато разликата в напрежението е нула, двигателят спира, така че да постигне ефекта на серво.

Протоколите за Servo PWM са еднакви, но най -новите сервости, които се появяват, може да са различни.

Протоколът обикновено е: ширина на високо ниво в 0,5 мс ~ 2,5 мс за контрол на серво, за да се обърне през различни ъгли.

V. Как работят серво моторите

Фигурата по -долу показва система за управление на серво двигателя, направена с усилвател за захранване LM675, а двигателят е серво мотор за постоянен ток. Както се вижда от фигурата, усилвателят на операционния усилвател LM675 се доставя чрез 15V, а 15V напрежението се добавя към входа във фазата на оперативния усилвател LM675 през RP 1 и изходното напрежение на LM675 се добавя към входа на серво двигателя. Моторът е оборудван с генератор на сигнал за измерване на скоростта за откриване на скоростта на двигателя в реално време. Всъщност генераторът на скорост на сигнала е вид генератор, а изходното му напрежение е пропорционално на скоростта на въртене. Изходът на напрежението от генератора на сигнал за измерване на скоростта G се подава обратно към инвертиращия вход на оперативния усилвател като сигнал за грешка при скорост след верига на разделител на напрежението. Стойността на напрежението, зададена от потенциометъра на командите на скоростта RP1, се добавя към входа във фазата на оперативния усилвател след разделяне на напрежението от R1.R2, което е еквивалентно на референтното напрежение.

Контролна схема на серво мотора

Сервомотор: Посочен от буквата M за сервомотор, той е източник на мощност за задвижващата система. Оперативен усилвател: Обозначен с името на веригата, т.е. LM675, е парче усилвател в серво контролното верига, което осигурява задвижващия ток за серво двигателя.

Потенциометър на командите за скорост RP1: Задава референтното напрежение на оперативния усилвател във веригата, т.е. настройка на скоростта. Регулиране на усилването на усилвателя Потенциометър RP2: Използва се във веригата за прецизиране на усилването на усилвателя и размера на сигнала за обратна връзка на скоростта, съответно.

When the load of the motor changes, the voltage fed back to the inverted input of the operational amplifier also changes, i.e., when the load of the motor is increased, the speed decreases, and the output voltage of the speed signal generator also decreases, so that the voltage at the inverted input of the operational amplifier decreases, and the difference between this voltage and the reference voltage increases, and the output voltage of the operational amplifier увеличава. Обратно, когато натоварването става по -малко и скоростта на двигателя се увеличава, изходното напрежение на скоростта на измерващия сигнал за измерване на скоростта се увеличава, напрежението на обратната връзка, добавено към обърнатия вход на оперативния усилвател, се увеличава, разликата между това напрежение и референтното напрежение намалява, изходното напрежение на оперативния усилвател намалява, а скоростта на мотора намалява.