Trenutno je na strani 11 gostov in niti en registriran uporabnik
Rezkalniki uporabljajo dve vrsti motorjev: koračni - elektromehanska naprava, ki pretvarja signale v kotno gibanje rotorja s fiksacijo v danem položaju. In servomotorji - ki imajo povratno zvezo in jih je mogoče krmiliti prek krmilnega vezja s povečevanjem in zmanjševanjem toka. Koračni motorji imajo manjšo moč in hitrost ter so veliko cenejši od servo motorjev.
Praviloma je koračni motor elektromehanska naprava, ki pretvarja krmilne signale v kotno gibanje rotorja s kakovostno fiksacijo v danem položaju. Današnji sodobni koračni motorji (SM) so pravzaprav sinhroni motorji, ki nimajo zagonskega navitja na rotorju, kar je ustrezno pojasnjeno s frekvenčnim zagonom samega koračnega motorja. Zaporedna aktivacija navitij motorja ustvarja diskretne kotne premike (tj. korake) rotorja. Posebnost teh motorjev je zmožnost izvajanja pozicioniranja brez povratnega senzorja.
Koračni motor spada v razred tako imenovanih brezkrtačnih enosmernih motorjev. Takšni motorji, tako kot neposredno in kateri koli drugi brezkrtačni električni stroji, imajo precej visoko zanesljivost in zelo impresivno življenjsko dobo, kar jim omogoča uporabo na najrazličnejših industrijskih področjih. Če primerjamo običajne enosmerne motorje s koračnimi motorji, slednji zahtevajo bolj zapletena krmilna vezja, ki izvajajo popolnoma vsa preklapljanja navitij.
Danes obstajajo tri glavne vrste/vrste koračnih motorjev:
- Hibridni motorji so najpogosteje uporabljeni motorji v CNC rezkalnih strojih.
- Motorji s trajnimi magneti.
- Motorji s spremenljivo magnetno upornostjo.
Hibridni koračni motorji
Menijo, da hibridni motorji združujejo najboljše lastnosti motorjev s spremenljivo magnetno reluktanco, kot tudi motorjev s trajnimi magneti. Pri hibridnem motorju ima rotor zobce, ki se nahajajo v aksialni smeri. Hibridni koračni motorji zagotavljajo manjše korake, višje hitrosti in višje navore kot druge vrste/vrste motorjev. Običajno se lahko število korakov za hibridne motorje giblje od 100 do 400 (s kotom koraka 3,6 - 0,9o).
Zgradba koračnih motorjev
Koračni elektromotor je sestavljen iz statorja, kjer se nahajajo navitja polja (tj. elektromagnetne tuljave) in temu primerno rotor s trajnimi magneti (uporabljajo se tudi rotorji s spremenljivo magnetno reluktanco - vendar redkeje). Motorji z magnetnim rotorjem omogočajo zavarovanje rotorja, ko so navitja brez napetosti in doseganje večjega navora. Prav zaradi tega se koračni motorji pogosto uporabljajo v CNC strojih.
Dovolj visoka temperatura, ki se ustvari v tuljavah, se zlahka razprši skozi maso samega motorja, zato so koračni motorji manj dovzetni za poškodbe zaradi segrevanja.
Načela delovanja koračnega motorja
Običajno, odvisno od tega, katere statorske tuljave so izklopljene ali vklopljene, se bo rotor vrtel, da se tako rekoč "prilagodi" magnetnemu polju. Na primer, če si predstavljamo motor z dvema tuljavama v statorju in trajnim magnetom kot rotorjem, potem ko so ustrezne statorske tuljave dovolj vzbujene, se bo trajno magnetiziran rotor nujno obrnil, da se bo "poravnal" z magnetnim poljem stator. Rotor bo ostal v tem položaju, razen če se bo polje ustrezno vrtelo.
Ko se energija ne dovaja več v to tuljavo, ampak je usmerjena neposredno v naslednjo tuljavo, se rotor ponovno obrne, da se prilagodi polju novo ustvarjenega položaja. Poleg tega absolutno vsak obrat nujno ustreza kotu koraka, ki se lahko spremeni od 180 ° do delčka stopinje (to je do 60 °). Potem, ko je druga tuljava izklopljena, se vklopi naslednja. To bo povzročilo, da se bo rotor obrnil naslednji korak in v isto smer. Ta postopek se nadaljuje, dokler se ena tuljava ne vklopi in druga izklopi.
Zaporedje šestih korakov bo vrnilo rotor v isto stanje, kot je bil na samem začetku zaporedja. Zdaj, če si predstavljate, da bi se po zaključku prvega koraka, namesto da bi vklopili eno tuljavo in izklopili drugo, vklopili obe tuljavi. V tem primeru se bo rotor obrnil samo za 30° (to je samo polovica od 60°), da se poravna v smeri najmanjšega upora. Torej, če je prva tuljava vklopljena, medtem ko je druga izklopljena, se mora rotor obrniti še za 30°. To se imenuje dejanje v pol koraku, ki neposredno vključuje zaporedje osmih gibov.
Med nasprotnim zaporedjem izklopa/vklopa se bo rotor vrtel v nasprotni smeri. V industriji je najbolj uporaben koračni motor, ki se pri polnem koraku giblje pod kotom od 1,8o do 7,5o. Da bi zmanjšali velikost korakov, je treba povečati število drogov. Vendar pa obstaja fizična omejitev, koliko polov je mogoče uporabiti neposredno.
Za zmanjšanje diskretnega gibanja rotorja motorja se praviloma uporablja mikrokoračni način. Sam mikrokorak je izveden z avtonomnim nadzorom toka navitij koračnega motorja. Z nadzorom razmerja tokov v navitjih je mogoče rotor pritrditi med stopnicami v vmesnem položaju. Tako je mogoče povečati gladkost vrtenja rotorja in doseči visoko natančnost pozicioniranja. Poleg tega je v mikrokoračnem načinu mogoče doseči ločljivost 51200 korakov/obrat, kar bo pozitivno vplivalo na delovanje opreme kot celote.
Mehanske lastnosti koračnega motorja
Zelo pomembna lastnost SD-jev so seveda njihove mehanske lastnosti.
Koračni nadzor pogona
Krmiljenje koračnega motorja v najsplošnejši obliki se zmanjša na nalogo izdelave določenega števila korakov v zahtevani smeri in pri zahtevani hitrosti.
Določeni signali "naredi korak" - "nastavi smer" se pošljejo krmilni enoti koračnega motorja (tj. vozniku). Ti signali niso nič drugega kot 5V impulzi.
Te impulze je mogoče prejeti neposredno iz računalnika, na primer iz vrat LPT, iz specializiranega krmilnika koračnega pogona ali pa je mogoče signale nastaviti neodvisno od 5 V generatorja ali vira energije.
Delovanje motorja praviloma krmili elektronsko vezje, napaja pa se iz vira enosmernega toka. Motor se uporablja za nadzor hitrosti vrtenja, da ne bi uporabljali drage povratne zanke. Ta pogon se uporablja samo v pogonu z odprtim krogom.
Servo motorji
Servo motor je sam motor s povratnimi informacijami, ki ga je mogoče krmiliti tako, da doseže zahtevano hitrost (torej navor) ali doseže zahtevani kot vrtenja. V ta namen povratna naprava pošilja določene signale vezju krmilnika servomotorja, ki poroča o hitrosti in s tem kotnem položaju. Če je zaradi največjih obremenitev hitrost veliko nižja od zahtevane vrednosti, se bo tok povečeval, dokler hitrost ne doseže zahtevane vrednosti. Ko signal hitrosti pokaže, da je višja od potrebne, se tok ustrezno zmanjša. Če se uporablja povratna informacija o položaju, se signal o tem uporabi za zaustavitev motorja v trenutku, ko se rotor sam približa zahtevanemu kotnemu položaju.
V ta namen se lahko uporabljajo različne vrste/vrste senzorjev, vključno s kodirnimi napravami, kot so potenciometri, tahometri in rezolverji. Če se uporablja senzor položaja, kot je kodirnik ali potenciometer, se njegov signal lahko razlikuje, da se proizvede določen signal hitrosti.
Danes se servo pogoni uporabljajo v visoko zmogljivi opremi, na primer v proizvodnih panogah, kot so: proizvodnja različnih gradbenih materialov, pijač, embalaže, tiskarske opreme in opreme za ravnanje z materialom. Prav tako je v zadnjem času opaziti tendenco povečanja deleža servo pogonov v živilski industriji in lesarstvu.
Odločilni dejavnik pri uporabi servo pogonov ni le njihova visoka dinamika, temveč tudi zmožnost doseganja visoko stabilnega ali natančnega krmiljenja, širok razpon krmiljenja hitrosti, majhne dimenzije in teža ter odpornost proti hrupu.
Principi delovanja servo motorja
Servo motorji delujejo v povezavi z napravami, imenovanimi pretvorniki (pogoni ali gonilniki servo motorjev). Ti pretvorniki spreminjajo napetost na vzbujevalnem navitju (ali armaturi) servomotorja glede na vrednost enosmerne napetosti na vhodu samega motorja. Celoten sistem običajno krmili CNC stojalo. Sledi shematski prikaz sistema s servomotorjem. Neposredno se "ojačevalnik" nanaša na gonilnik servo motorja.
Na primer, v programu, ki je vgrajen v stojalo CNC, obstaja poseben ukaz "premakniti razdaljo 10 mm vzdolž osi Y." Določena napetost se dovaja na vhod gonilnika servomotorja iz CNC stojala. Servo motor začne vrteti vodilni vijak, ki je povezan z dajalnikom in portalom stroja (tj. gibljivi del z vretenom). Ko se vodilni vijak vrti, kodirnik proizvede določene impulze, ki jih prešteje stojalo.
Matematična podpora CNC stojala je praviloma zasnovana tako, da ima stojalo "informacijo", da: razdalja 10 mm ustreza na primer 10.000 impulzom iz kodirnika. Posledično, dokler stojalo stroja ne prejme teh 10.000 impulzov, se bo ciljna napetost prenašala na vhod gonilnika, kar pomeni, da bo ustvarjeno neujemanje. Ko portal stroja preseže določenih 10 mm, stojalo stroja prejme svojih 10.000 impulzov v celoti, tako da bo napetost na vhodu gonilnika servomotorja postala enaka (0) "nič", motor se bo ustavil in stroj bo deloval brezhibno znotraj natanko 10 mm (in popolnoma brez zračnosti).
Če se portal stroja premakne pod kakršnim koli vplivom, bo kodirnik takoj ustvaril impulze. Te impulze bo preštelo stojalo, nato pa bo oddalo napetost neusklajenosti neposredno gonilniku, ki bo obrnil armaturo motorja za zelo majhen kot, tako da bo neusklajenost enaka nič. Tako je portal stroja popolnoma ohranjen blizu točke, ki mu je bila dana z dokaj visoko natančnostjo.
Prav tako je treba opozoriti, da se vsak motor ne more vrteti pod zelo majhnimi koti, zagotavljati zahtevanega navora, dinamike pospeševanja itd. To je glavni razlog, zakaj so servomotorji drage naprave.
Sinhroni servomotorji
Sinhroni servomotorji so trifazni sinhroni elektromotorji s senzorjem položaja rotorja (t.i. AC motorji) in vzbujanjem s trajnimi magneti. Njihova glavna prednost je dokaj nizek vztrajnostni moment rotorja glede na navor, kar posledično omogoča visoko zmogljivost. V samo desetinah milisekund sta dosežena pospešek do nazivne hitrosti in vzvratna vožnja pri polni hitrosti v 1 obratu gredi motorja.
Praviloma so glavno področje uporabe teh motorjev pogoni strojnega podajanja, pa tudi tehnološke instalacije s časom cikla, krajšim od 1 sekunde (na primer hitri pozicionirni sistemi samodejnih skladišč, proizvodnja embalaže). ).
Za servo pogone so značilni naslednji kazalniki:
- nadzor z navorom, hitrostjo ali položajem;
- statična natančnost vzdrževanja hitrosti neposredno vzdolž gredi motorja ni večja od 0,01%;
- območje nadzora hitrosti več kot 1:1000;
- natančnost vzdrževanja položaja vzdolž gredi motorja je manjša od ± 10;
- kompaktne dimenzije in majhna teža:
1 - priključek za povezave;
2 - stator z navitjem;
3 - senzor hitrosti in položaja;
4 - rotor z magneti;
5 - elektromagnetna zavora.
- odsotnost in brezkontaktnost vozlišč, ki zahtevajo vzdrževanje;
- dokaj visoka zmogljivost;
- znatna preobremenitvena zmogljivost navora (tj. večkratnost omejevalnega navora lahko za kratek čas preseže 3);
- praktično neomejeno območje (1:10.000 ali več) za nadzor hitrosti;
- Kazalniki učinkovitosti brezkrtačnih motorjev praviloma presegajo 90%, s spremembami moči obremenitve motorja, z nihanjem napajalne napetosti se spreminjajo zelo nepomembno, v nasprotju z asinhronimi elektromotorji, kjer največji izkoristek ne presega 86 %, in tudi neposredno odvisno od sprememb obremenitve ;
- dokaj nizko pregrevanje motorja ventila, ker na rotorju motorja ni navitja, kar znatno poveča njegovo življenjsko dobo pri delovanju pri pogostih preobremenitvah;
- precej visoka gostota navora na enoto mase elektromotorja.
Koračni motorji ali servo motorji: izbira motorjev za rezkalni in gravirni stroj
Najprej morate primerjati dve vrsti teh motorjev glede na nekatere parametre:
|
Življenjska doba in vzdrževanje |
Koračni motorji so brezkrtačni, zato so edini obrabni deli v zasnovi ležaji (za začetek zelo zanesljiva zasnova). To nam omogoča, da jih dolgo časa štejemo za motorje visoke zanesljivosti in brez vzdrževanja. |
Poceni komutatorski servo motorji (s ščetkami) so manj zanesljivi kot koračni motorji in zahtevajo zamenjavo ščetk po približno 5000 urah neprekinjenega delovanja. Večina sodobnih brezkrtačnih servo motorjev znanih japonskih proizvajalcev je zelo zanesljivih (blizu zanesljivosti koračnih motorjev). |
|||
|
Poškodbe ležajev se pojavijo zelo redko. Navitje statorja lahko pregori. Ceneje je kupiti nov motor. |
Samo najdražje modele je mogoče popraviti. Lažje je takoj zamenjati motor. |
||||
|
Natančnost gibanja |
Pri dobri mehaniki natančnost ni nižja od +/- 0,01 mm |
Visokokakovostni servo motorji imajo natančnost najmanj +/- 0,002 mikrona. Takšna natančnost je dosegljiva pri uporabi servomotorjev za krmiljenje konture (ki natančno obdelajo dano trajektorijo). Za pozicijsko krmiljenje ne morete uporabiti servo pogonov, saj dajejo včasih bistveno večjo napako od napake pri koračnih motorjih! |
|||
|
Potovalna hitrost, moč |
Pri gravirnih in rezkalnih strojih lahko z uporabo koračnih motorjev dosežete hitrost 20 - 25 metrov na minuto. Ko se hitrost poveča, koračni motorji izgubijo veliko navora. |
Z uporabo servo pogonov v CNC strojih je mogoče doseči hitrosti do 60 m/min ali več. |
|||
|
Hitrost pospeška |
do 120 obratov na sekundo |
do 1000 vrt/min v 0,2 sekunde |
|||
|
Učinek izgube korakov z naraščajočo hitrostjo in obremenitvijo |
Pri vrtilnih frekvencah nad nazivnimi in pri povečanih obremenitvah se začne pojavljati učinek izgube korakov (glej zgornji graf možne obremenitve glede na hitrost vrtenja motorja - mehanska karakteristika). Izguba korakov je možna tudi ob kakršnihkoli zunanjih vplivih: udarci, tresljaji, resonance itd. Sodobni krmilni sistemi koračnih motorjev odpravljajo to skupno pomanjkljivost koračnih motorjev. |
Ker je servo sistem povratni sistem: servomotor ima senzor položaja, po katerem se (v primeru neskladja) izvede korekcija, ni učinka izgube korakov. |
|||
|
Prisilna ustavitev (trk v oviro) |
Prisilna zaustavitev koračnega motorja ga ne poškoduje |
V primeru prisilne zaustavitve servomotorja se mora voznik motorja pravilno odzvati na to zaustavitev. V nasprotnem primeru povratna informacija pošlje signal za izboljšanje neprevožene razdalje, tok na navitjih se poveča in motor se lahko pregreje in pregori! |
|||
|
Kriterij cene |
Koračni motorji so veliko cenejši od servo motorjev, zlasti koračni motorji, izdelani na Kitajskem. |
Čisto konstrukcijsko (senzor položaja, kompleksnejši od koračnega motorja, gonilnik) so servomotorji dražji od koračnih motorjev. Poleg tega v svoji praksi nisem videl poceni kitajskih servomotorjev. |
|||
Koračni motor in servo pogon nikakor nista tekmeca, saj vsak zavzema izključno svojo vnaprej določeno nišo.
Primerjava delovanja enostavnega servo in koračnega motorja:
Da bi razumeli razliko med običajnim koračnim in servo motorjem, si poglejmo delovanje sistema posebej s koračnim motorjem, na katerega je neposredno nameščen dajalnik (koračni servomotor).
Krmilnik je izdal ukaz za določeno število korakov - za vrtenje gredi. Pri običajnem koračnem motorju krmilnik ne ve točno, za koliko korakov se je gred obrnila (ker nima povratne informacije). Samo "verjame", da se je gred pravilno obrnila. Vendar se zgodi, da motor ni mogel obrniti gredi ali ni bilo dovolj moči ali iz kakšnega drugega razloga. Čeprav je krmilnik jasno štel impulze. To je tako imenovano preskakovanje korakov pri koračnem motorju.
Pri servomotorju je ta težava popolnoma odsotna. Krmilnik ukaza gredi zavrteti toliko impulzov in počaka, dokler ne prispe signal iz enkoderja, ki potrjuje, da je gred zavrtela potrebno število impulzov. Poleg tega, če dajalnik prejme vsaj 1 impulz manj, bo krmilnik še vedno izdajal ukaz, dokler ne prispe zadnji impulz iz dajalnika, kar izenači razmerje med dejanskim in določenim številom impulzov. Ali pa bo krmilnik po določenem času izdal poseben signal »Napaka pri gibanju«.
Pri servo pogonu se zadrževanje doseže izključno s tokom, ki teče neposredno skozi navitje motorja. V tem primeru v trenutku zadrževanja polovice obdobja tok teče v eno smer, drugo polovico preostalega časa pa v drugo smer. Zaradi tega se sidro drži. V tem času se z impulzi iz dajalnika preveri, ali je armatura na mestu (na izhodu ni niti enega impulza) ali se je premaknila (praviloma se na dajalniku pojavi impulz ali bolje rečeno koda izhod).
Prednosti koračnega motorja:
Koračni motorji so bistveno cenejši od servo motorjev.
- Enostavnost oblikovanja in s tem enostavnost popravila.
- Enostavnost krmilnega sistema (ustrezni so skoraj vsi programi, napisani za CNC stroje).
Prednosti servo motorja:
Zaradi tišine in gladkega delovanja so v nekaterih primerih servo motorji edina možna možnost delovanja.
- Zanesljivost in zanesljivost: možnost uporabe v kritičnih napravah.
- Visoka natančnost in hitrost gibanja sta na voljo tudi pri nizkih hitrostih - Sposobnost motorja lahko uporabnik izbere neposredno glede na specifično nalogo, ki jo je treba opraviti.
Sklepi:
Omejitev pri uporabi koračnih motorjev je moč in s tem hitrost, vendar je v praksi njihova uporaba povsem upravičena pri poceni strojih s CNC sistemom, namenjenih obdelavi lesa, ivernih plošč, MDF, plastike, lahkih kovin in drugih materialov. srednje hitrosti, potrebe proizvajalcev CNC strojev po natančnosti in hitrosti. Če iz nekega razloga takšni parametri niso primerni, se praviloma uporabljajo servomotorji. Vendar je treba omeniti, da se hkrati stroški strukture kot celote močno in znatno povečajo.
Če pogledate z druge strani, lahko dosežete prave prihranke v času obdelave, tudi s hitrimi servomotorji, tako da prihranite pri prehodih in temu primerno optimizirate procesne poti. Preostali čas je hitrost zelo omejena - z rezalnimi načini. Med delom in pogonom je tudi freza, na katero se pogosto pozablja.
Prednosti servo pogonov so tolikšne, da bi jih lahko uporabljali stalno, seveda kadar je le mogoče, če ne bi imeli dveh bistvenih pomanjkljivosti: cene samega kompleta (tj. krmilna enota + servomotor) in zahtevnosti nastavitve, ki včasih naredi uporabo servo pogona popolnoma nesmiselno.
V katerih primerih so potrebni servo motorji:
- Za hitro rezanje pločevinastega materiala (hitrost orodja več kot 25 metrov na minuto). Zato je v tem primeru priporočljivo kupiti "rezalni" stroj s precej zmogljivim vretenom (do 5 kW) in z vpenjalno ročico za veliko orodje, z vakuumsko mizo, s sistemom za odstranjevanje odrezkov in seveda , s servo pogoni.
- Pri izdelavi matric in kalupov z visoko natančnostjo izdelave. V tem primeru je najbolj primeren rezkalni obdelovalni center, ki ga lahko naročite pri INTERLASER.
V drugih primerih se najpogosteje kupujejo stroji s koračnimi motorji - to je preprosto najbolj praktično.
Novice
Pozor! Novo! Visoko natančen CCD laserski stroj IL-6090 SGC (s kamero), opremljen z naprednim sistemom za optično prepoznavanje objektov. Zahvaljujoč sodobni programski opremi in visokokakovostnim komponentam je stroj sposoben samostojno prepoznati in skenirati potrebne predmete iz različnih predstavljenih in jih nato izrezati v določenih mejah glede na zahtevane parametre.
Dober večer Podjetje INTERLASER vas obvešča o veliki ponudbi leč in ogledal za lasersko opremo Najnižje cene leč in ogledal: Leče za laserske stroje ZnSe (ZDA): premer 20, fokus 2 (50,8 mm) - 3304 rubljev premer 20, fokus 5 (12,7 mm) - 3304 rubljev premer 25, fokus 2,5 (63,5 mm) - 7350 rubljev Leče za ZnSe laserje (Kitajska): premer 20, fokus 2 (50,8 mm) - 2450 rubljev premer 20, fokus 5 (127 mm) - 2450 rubljev premer 25, fokus 2,5 (63,5 mm) - 4900 rubljev Ogledala: premer 20 mm, debelina 2/3 mm - 840 rubljev premer 25 mm, debelina 2/3 mm - 980 rubljev premer 30...
Kako delujejo servo motorji in tripotni ventili
V tem članku bom razpravljal o tem, kako razumeti delovanje tripotnih ventilov in servomotorjev (električnih aktuatorjev).
Kaj je ventil?
Ventil- to je mehanizem, ki omogoča ali onemogoča prehod tekočine ali plina iz enega prostora v drugega. Še več, ventil je lahko odprt ali zaprt za določen odstotek. To pomeni, da ventili lahko služijo za regulacijo prehajanja tekočin ali plina. Gibanje tekočine ali plina se izvaja zaradi razlike v tlaku med stranicami ventila.
Obstajata dve najpogostejši vrsti ventilov v ogrevalnem sistemu:
Vrsta sedla (sedla).– ima rokav in neposredno volumetrično telo, ki blokira prehod.
Kroglični (ali rotacijski) tip- ima telo, ki zaradi svojega vrtenja vodi do odpiranja ali zapiranja prehoda.
Kroglični ventili imajo največji pretok v primerjavi s sedežnim ventilom. To pomeni, da kroglični ventili dosegajo manjši hidravlični upor.
Ventili so:
Dvosmerni ventili– imajo dva priključka na nasprotnih straneh ventila. Na primer, uporabljajo se za pretok tekočine ali plina v enem krogu. To pomeni, da zaprejo ali odprejo eno vejo vodovoda ali ogrevalnega sistema.
Trosmerni ventili– Imajo tri povezave. Uporabljajo se predvsem za mešanje ali ločevanje tekočih ali plinskih tokov. Glavno delovanje tripotnega ventila je potrebno bodisi za doseganje določene temperature bodisi za preusmeritev tokov. V ogrevalnih sistemih je nadzor temperature potreben za uravnavanje notranje klime. Preusmeritev pretoka običajno služi za preusmeritev segrete hladilne tekočine iz ogrevalnega sistema v posredni ogrevalni kotel. Veliko je tudi drugih nalog...
Štiri potni ventili– Imajo štiri povezave. Opravlja enako nalogo kot tripotni ventili. Lahko pa so še druge naloge.
Komunikacija med servomotorji in ventili
V ogrevalnem sistemu obstaja več načinov medsebojnega povezovanja ventilov in krmilnih elementov ventilov (servo pogon in termomehanika):
1. Termostatski mešalnik- običajno se imenuje mehanizem, ki vsebuje ventil in napravo, ki samodejno spremeni položaj ventila. Spreminja se glede na temperaturo tekočine ali plina. Ta naprava ima mehanizem, ki pod vplivom temperature spremeni elastično silo in zaradi tega se ventil premika. Odvisno od servo pogona tak ventil ne potrebuje električne energije. Temperaturo nastavljamo z vrtenjem ročaja. Običajno so nekateri ventili zasnovani za majhno temperaturno območje. Največ do 60 stopinj. Pri drugih proizvajalcih so lahko izjeme.
2. Načini uporabe posameznih elementov brez uporabe servomotorjev. Na primer, termostatski ventil s toplotno glavo. Obstajajo termične glave, ki imajo daljinski senzor.
3. Ventili in servomotorji so ločeni elementi. Servo je pritrjen na ventil in krmili ventil.
Kaj je servo pogon?
Servo- To je naprava, ki izvaja delovanje gibanja ventila. Ventil pa dovoli ali ne dovoli prehajanja tekočine ali plina. Ali pa ga prepušča v določeni količini, odvisno od tlaka, položaja ventila in hidravličnega upora.
Katere vrste servomotorjev obstajajo?
Obstajajo tudi termični pogoni, ki jih imenujemo tudi servo.
Toda v tem članku bomo analizirali le električne pogone (servo pogone)
Električni pogoni so v dveh smereh:
Popoln paket (set) je, ko ima naprava že celoten nabor funkcij. Na primer, komplet že vključuje temperaturni regulator in električni temperaturni senzor. Možno ga je takoj nastaviti na želeno temperaturo. Nastavitev preskusnega časa za gibanje ventila. Priključi se neposredno na omrežje izmeničnega toka 220 voltov s frekvenco 50 hercev. Standard za Rusijo. Možno ga je nastaviti v različnih smereh gibanja krogelnega ventila. Možno ga je konfigurirati za 90 ali 180 stopinj. Nastavite lahko poljubno vrednost, tudi 49 stopinj ali 125 stopinj. In to se naredi v črni škatli. Za podrobnosti si oglejte navodila.
Povedal sem vam eno od možnosti. Seveda obstaja še ducat drugih možnosti ... Tudi servomotorji se razlikujejo glede hitrosti zapiranja in odpiranja ventilov. Ta primer se uporablja za stalno prilagajanje ventila za mešanje tokov različnih temperatur, da se doseže kontrolna temperatura.
Ta možnost služi za preusmeritev tokov hladilne tekočine.
Ta možnost se uporablja za preusmeritev toka hladilne tekočine iz kotla v smeri radiatorskega ogrevanja ali za ogrevanje posrednega ogrevalnega kotla. Določeni servo potrebuje signal 220 V. Poleg tega obstajajo trije stiki. Ena je splošna, druga dva pa sta za preusmerjanje prometa. Najlažja možnost, ko morate preusmeriti tokove v ogrevalnem sistemu na zahtevo iz termostata posrednega ogrevalnega kotla.
Servo aktuatorji so na voljo v obliki sedlastega ventila ali tipa krogelnega (rotacijskega) ventila.
Če za ventil izbirate servo pogon, ne pozabite določiti vrste gibanja servo pogona. Poleg tega tip sedeža servo pogona ne ustreza vedno vsem vrstam ventilov s sedežem. Z rotacijskimi krogelnimi ventili se zdi univerzalni standard, vendar s sedežnimi ventili ni vse tako preprosto. Ni enega standarda.
Električni pogon kot ločen člen v avtomatizaciji.
Oglejmo si analogni servo pogon Valtec art. VT.M106.R.024
Takšen servo pogon zahteva stalno napajanje 24 V in krmilni signal od 0 do 10 V.
Če je napetost 0 voltov, je vrtljivi mehanizem v položaju 0 stopinj. Če je 5 voltov, potem 45 stopinj. Če je 10 voltov, potem 90 stopinj.
Takšen servo pogon se napaja s signalom iz posebnega krmilnika, ki ima funkcijo dovajanja signala 0-10 Voltov. Odvisno od temperature in nastavitve temperaturnega regulatorja, regulator napaja različno napetost od 0 do 10 voltov. Obstaja nastavitev vrtenja: vsako uro in v nasprotni smeri urinega kazalca. Seveda, da bi našli podrobnejše informacije o signalih in shemi povezav, prosite proizvajalca za potni list s podrobnim diagramom nadzora signala.
Ponavljam ... To, kar je omenjeno v tem članku, niso opisani vsi signali. Obstaja veliko drugih signalov ...
Kaj je krmilnik?
Krmilnik– Ta naprava je zasnovana za krmiljenje signalov za različne logične naloge. Krmilnik je možgani avtomatskega sistema. Odvisno od programa določa, katere signale je treba poslati ob enem ali drugem času.
Obstaja več krmilnikov, ki opravljajo različne naloge.
Za ogrevalni sistem se običajno izvajajo naslednje naloge:
Najpogostejša naloga je doseči nastavljeno temperaturo hladilne tekočine.
Odvisno od temperature prejmete signal (na primer izklopite kotel ali črpalko). Krmilnik lahko vključuje kontaktni rele. Se pravi suhi stik. Te kontaktne releje je mogoče nastaviti tako, da proizvajajo poljubno napetost. Na primer, 220 voltov vklopi ali izklopi črpalko ali pošlje signal servo pogonu za preusmeritev tokov.
Regulator lahko uporabite tudi za izklop kotla v primerih kritičnih temperatur. Signal iz krmilnika se pošlje za napajanje močnih kontaktorjev, ki nato napajajo močne električne kotle.
Najcenejši krmilnik serije TRM
Prodaja ARIES, imajo veliko zanimivih stvari, ki jih lahko vzamete. owen.ru
Logika dela je zelo obsežna ... V prihodnosti nameravam pisati in razvijati uporabno gradivo o sistemih avtomatizacije za sisteme ogrevanja in oskrbe z vodo. Registrirajte svoj e-poštni naslov za prejemanje obvestil o novih člankih.
| Komentarji(+) [ Preberi / Dodaj ] |
Serija video vadnic o zasebnem domu
1. del. Kje vrtati vodnjak?
Del 2. Gradnja vodnjaka
Del 3. Polaganje cevovoda od vodnjaka do hiše
Del 4. Avtomatska oskrba z vodo
Oskrba z vodo
Oskrba z vodo za zasebno hišo. Načelo delovanja. Shema povezave
Samosesalne površinske črpalke. Načelo delovanja. Shema povezave
Izračun samosesalne črpalke
Izračun premerov iz centralnega vodovoda
Črpališče vodovoda
Kako izbrati črpalko za vodnjak?
Nastavitev tlačnega stikala
Električna shema tlačnega stikala
Načelo delovanja hidravličnega akumulatorja
Naklon kanalizacije na 1 meter SNIP
Ogrevalne sheme
Hidravlični izračun dvocevnega ogrevalnega sistema
Hidravlični izračun dvocevnega povezanega ogrevalnega sistema Tichelmanova zanka
Hidravlični izračun enocevnega ogrevalnega sistema
Hidravlični izračun radialne razporeditve ogrevalnega sistema
Shema s toplotno črpalko in kotlom na trda goriva - logika delovanja
Trosmerni ventil iz valtec + termična glava z daljinskim senzorjem
Zakaj grelni radiator v stanovanjski hiši ne ogreva dobro
Kako priključiti kotel na kotel? Možnosti povezave in diagrami
Recirkulacija STV. Načelo delovanja in izračun
Hidravličnih puščic in kolektorjev ne izračunate pravilno
Ročni hidravlični izračun ogrevanja
Izračun toplovodnih tal in mešalnih enot
Tropotni ventil s servo pogonom za sanitarno vodo
Izračuni oskrbe s toplo vodo, BKN. Ugotovimo glasnost, moč kače, čas ogrevanja itd.
Projektant vodovoda in ogrevanja
Bernoullijeva enačba
Izračun oskrbe z vodo za večstanovanjske stavbe
Avtomatizacija
Kako delujejo servo motorji in tripotni ventili
Trosmerni ventil za preusmeritev toka hladilne tekočine
Ogrevanje
Izračun toplotne moči ogrevalnih radiatorjev
Radiatorski del
Zaraščanje in usedline v ceveh poslabšajo delovanje vodovodnega in ogrevalnega sistema
Nove črpalke delujejo drugače...
Regulatorji toplote
Sobni termostat - princip delovanja
Mešalna enota
Kaj je mešalna enota?
Vrste mešalnih enot za ogrevanje
Značilnosti in parametri sistemov
Lokalni hidravlični upor. Kaj je KMS?
Pasovna širina Kvs. Kaj je to?
Vrela voda pod pritiskom - kaj se bo zgodilo?
Kaj je histereza pri temperaturah in tlakih?
Kaj je infiltracija?
V tej lekciji si bomo ogledali zasnovo in princip delovanja servomotorjev. Oglejmo si dve preprosti skici za krmiljenje servo pogona s potenciometrom na Arduinu. Naučili se bomo tudi novih ukazov v programskem jeziku C++ − servo.pisati, servo.beri, servo.priložiti in se naučite, kako povezati knjižnico v skicah za krmiljenje servomotorjev in drugih naprav prek Arduina.
Servomotorna naprava (servo)
Servo pogon (servomotor) je pomemben element pri načrtovanju različnih robotov in mehanizmov. To je natančen izvajalec, ki ima povratno informacijo, ki vam omogoča natančen nadzor gibanja mehanizmov. Z drugimi besedami, ko servomotor prejme vrednost krmilnega signala na vhodu, si prizadeva ohraniti to vrednost na izhodu svojega aktuatorja.
Servo motorji se pogosto uporabljajo za simulacijo mehanskih gibov robotov. Servo pogon je sestavljen iz senzorja (hitrosti, položaja itd.), krmilne enote pogona iz mehanskega sistema in elektronskega vezja. Menjalniki (zobniki) naprave so izdelani iz kovine, ogljika ali plastike. Plastični zobniki servomotorjev ne prenesejo velikih obremenitev in udarcev.
Servomotor ima vgrajen potenciometer, ki je povezan z odgonsko gredjo. Z vrtenjem gredi servo pogon spreminja vrednost napetosti na potenciometru. Plošča analizira napetost vhodnega signala in jo primerja z napetostjo na potenciometru, na podlagi nastale razlike se bo motor vrtel dokler ne izenači napetosti na izhodu in potenciometru.
Servo krmiljenje z modulacijo širine impulza Kako povezati servo z Arduinom
Diagram povezave za servo pogon na Arduino je običajno naslednji: priključite črno žico na GND, priključite rdečo žico na 5V in oranžno/rumeno žico na analogni zatič s PWM (Pulse Width Modulation). Krmiljenje servo pogona na Arduinu je dokaj preprosto, vendar sta kota vrtenja servomotorjev 180° in 360°, kar je pri robotiki treba upoštevati.
Za to lekcijo bomo potrebovali naslednje podrobnosti:
- Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega plošča;
- Deska za kruh;
- USB kabel;
- 1 servo pogon;
- 1 potenciometer;
- Žice "moški-moški" in "moški-moški".
V prvi skici si bomo ogledali, kako krmiliti servo na Arduinu z ukazom myservo.write(0). Uporabili bomo tudi standardno knjižnico Servo.h. Servo povežite s ploščo Arduino v skladu z diagramom na zgornji fotografiji in naložite končano skico. V postopku void loop() bomo preprosto nastavili servo na želeni kot vrtenja in čakalni čas do naslednjega vrtenja.
Skica za servo pogon na Arduinu
#vključiPojasnila kode:
- Standardna knjižnica Servo.h vsebuje niz dodatnih ukazov, ki lahko bistveno poenostavijo skico;
- Spremenljivka Servo je potrebna, da se izognete zmedi pri povezovanju več servomotorjev na Arduino. Vsakemu pogonu dodelimo drugačno ime;
- Ukaz servo1.attach(10) poveže pogon z analognim izhodom 10.
- V programu zavrtimo pogon 0-90-180 stopinj in ga vrnemo v začetni položaj, saj se postopek void loop ciklično ponavlja.
Servo krmiljenje s potenciometrom
Priključitev servo in potenciometra na Arduino Uno Arduino vam omogoča ne samo nadzor, ampak tudi branje odčitkov iz servo pogona. Ukaz myservo.read(0) prebere trenutni kot vrtenja servo gredi in ga lahko vidimo na monitorju vrat. Oglejmo si bolj zapleten primer krmiljenja servo pogona s potenciometrom na Arduinu. Zgradite vezje potenciometra in naložite skico krmiljenja servo.
Skica za servo s potenciometrom
#vključiPojasnila kode:
- Tokrat smo servo na skici poimenovali kar servo ;
- Ukaz servo.write(analogRead(A0)/4) posreduje vrednosti za servo pogonsko gred - dobljeno napetost iz potenciometra delimo s štiri in to vrednost pošljemo servo pogonu.
- Ukaz Serial.println (servo.read(10)) prebere kot servo gredi in ga posreduje monitorju vrat.
Servomotorji se pogosto uporabljajo v različnih projektih Arduino za različne funkcije: obračanje struktur, premikanje delov mehanizmov. Ker si servo motor nenehno prizadeva vzdrževati določen kot vrtenja, bodite pripravljeni na povečano porabo energije. To bo še posebej občutljivo pri avtonomnih robotih, ki jih napajajo baterije ali baterije za ponovno polnjenje.
Pogosto preberite tudi:
Prosimo, da ga oblikujete v skladu s pravili oblikovanja članka.
Servo(servo pogon) - pogon, krmiljen preko negativne povratne zveze, ki omogoča natančen nadzor parametrov gibanja.
Servo pogon je katera koli vrsta mehanskega pogona (naprave, delovnega elementa), ki vsebuje senzor (položaj, hitrost, sila itd.) in krmilno enoto pogona (elektronsko vezje ali mehanski palični sistem), ki samodejno vzdržuje potrebne parametre na senzor (in na napravi) glede na dano zunanjo vrednost (položaj gumba za upravljanje ali številčna vrednost iz drugih sistemov).
Preprosto povedano, servo pogon je "samodejni natančni izvajalec" - ko prejme vrednost krmilnega parametra kot vhod (v realnem času), si "sam" (na podlagi odčitkov senzorjev) prizadeva ustvariti in vzdrževati to vrednost pri izhod aktuatorja.
Servo pogoni kot kategorija pogonov vključujejo veliko različnih regulatorjev in ojačevalnikov z negativno povratno zvezo, na primer hidravlični/električni/pnevmatski ojačevalniki za ročni pogon krmilnih elementov (zlasti krmilnih in zavornih sistemov na traktorjih in avtomobilih), vendar izraz “servo pogon” se najpogosteje (in v tem članku) uporablja za električni pogon s povratno informacijo o položaju, ki se uporablja v avtomatskih sistemih za pogon krmilnih elementov in delovnih elementov.
Sestava servo pogona
- pogon - na primer elektromotor z menjalnikom ali pnevmatski cilinder,
- povratni senzor - na primer senzor kota vrtenja izhodne gredi menjalnika (enkoder),
- napajalna in krmilna enota (znana tudi kot frekvenčni pretvornik / servo ojačevalnik / pretvornik / servo pogon).
- vhod/pretvornik/kontrolni signal/senzor udarca (lahko je del krmilne enote).
Najenostavnejša krmilna enota za električni servo pogon je lahko zgrajena na vezju, ki primerja vrednosti povratnega senzorja in nastavljene vrednosti, pri čemer se na elektromotor dovaja (preko releja) napetost ustrezne polarnosti. Bolj zapletena vezja (na mikroprocesorjih) lahko upoštevajo vztrajnost gnanega elementa in izvajajo gladko pospeševanje in zaviranje z elektromotorjem za zmanjšanje dinamičnih obremenitev in natančnejše pozicioniranje (na primer pogon glave v sodobnih trdih diskih).
Za krmiljenje servomotorjev ali skupin servomotorjev lahko uporabite posebne CNC krmilnike, ki jih lahko zgradite na osnovi programabilnih logičnih krmilnikov (PLC).
Moč motorja: od 0,05 do 15 kW.
Torzijski momenti (nominalni): od 0,15 do 50 Nm in več.
Primerjava s koračnim motorjem
Druga možnost (v odsotnosti povratne informacije) za natančno pozicioniranje gnanih elementov je uporaba koračnega motorja. V tem primeru vezje prešteje zahtevano število impulzov (korakov) od skrajnega položaja (ta lastnost je posledica značilnega hrupa koračnega motorja v 3,5" in CD/DVD pogonih pri ponovnem poskusu branja).
Ker senzor običajno krmili gnani element, ima električni servo naslednje prednosti pred koračnim motorjem:
- ne nalaga posebnih zahtev za elektromotor in menjalnik - lahko so skoraj vseh zahtevanih tipov in moči (in koračni motorji so praviloma nizke moči in nizke hitrosti);
- samodejno kompenzira zračnost v pogonu in njegovo obrabo;
- zagotavlja največjo natančnost (na podlagi senzorja) skozi celotno življenjsko dobo (koračni motor je podvržen postopnemu "poslabšanju", ko se menjalnik obrabi in je potrebna občasna nastavitev);
- Večja možna hitrost gibanja elementa (koračni motor ima nižjo največjo hitrost v primerjavi z drugimi vrstami elektromotorjev);
- stroški energije so sorazmerni z uporom elementa (koračni motor se stalno napaja z nazivno napetostjo z rezervo za morebitno preobremenitev);
- takojšnja diagnostika v primeru okvare pogona (zaseg);
Slabosti v primerjavi s koračnim motorjem
- potreba po dodatnem elementu - senzorju;
- krmilna enota in logika njenega delovanja sta bolj zapletena (potrebna je obdelava senzorskih rezultatov in izbira krmilnega dejanja, krmilnik koračnega motorja pa temelji samo na števcu);
- problem fiksacije: običajno se rešuje z nenehnim zaviranjem gibljivega elementa ali gredi elektromotorja (kar vodi do izgub energije) ali z uporabo polžastih/vijačnih zobnikov (ki zaplete konstrukcijo) (pri koračnem motorju vsako stopnico fiksira motor sama).
- Servo pogoni so na splošno dražji od koračnih pogonov.
Servo pogon pa se lahko uporablja s pogonom elementov na osnovi koračnega motorja ali kot dodatek k njemu, pri čemer do neke mere združuje njihove prednosti (koračni motor ima relativno velik navor in fiksacijo položaja ter predhodno pozicioniranje brez povratne informacije). To se naredi na primer v nosilcu glave pogonov CD/DVD - povratna informacija se pojavi, ko glava začne brati podatke z diska.
Vrste servo pogonov
1.Servo rotacijskega gibanja
2. Servo linearnega gibanja
- Stanovanje
- Okrogla
Sinhroni servo pogon- omogoča natančno nastavitev kota vrtenja (natančno na ločne minute), hitrost vrtenja, pospešek. Pospešuje hitreje kot asinhroni, vendar je nekajkrat dražji.
Asinhroni servo pogon- omogoča natančno nastavitev hitrosti, tudi pri nizkih hitrostih.
Linearni motorji- lahko razvije ogromne pospeške (do 70 m/s²).
3. Po principu delovanja
- Elektromehanski
- Elektrohidromehanski
U elektromehanski servo pogon gibanje ustvarjata elektromotor in menjalnik.
U elektrohidromehanski servo pogon gibanje ustvarja sistem bat-cilinder. Ti servo motorji imajo za red velikosti večjo zmogljivost v primerjavi z elektromehanskimi.
Aplikacija
Servo pogoni se uporabljajo za natančno (senzorsko) pozicioniranje (najpogosteje) gnanega elementa v avtomatskih sistemih:
- krmilni elementi mehanskega sistema (lopute, ventili, koti vrtenja)
- delovni deli in obdelovanci v strojih in orodjih
Servo pogoni rotacijski gibi se uporabljajo v:
- pogoni CNC strojev,
- tiskarski stroji,
- naprave,
- letalsko modelarstvo.
Servo pogoni linearni gibanja se uporabljajo na primer pri avtomatskih namestitvah elektronskih komponent na tiskano vezje.
Servo motor
Servomotor za letalsko modelarstvo
Servo pogon z motorjem je zasnovan za pogon krmilnih naprav z vrtenjem izhodne gredi, ki se uporablja na področjih, kot so odpiranje in zapiranje ventilov, stikal itd.
Pomembne lastnosti servomotorja so dinamika motorja, enakomernost gibanja in energetska učinkovitost.
Servomotorji se pogosto uporabljajo v industriji, na primer v metalurgiji, CNC strojih, opremi za stiskanje in žigosanje, avtomobilski industriji in vlečnem voznem parku železnic.
V bistvu so servomotorji uporabljali 3-polne komutatorske motorje, v katerih se težki rotor z navitji vrti znotraj magnetov.
Prva izboljšava, ki je bila uporabljena, je bilo povečanje števila navitij na 5. Tako sta se povečala navor in hitrost pospeševanja. Druga izboljšava je sprememba zasnove motorja. Jekleno jedro z navitji je zelo težko hitro odviti. Zato je bila zasnova spremenjena - navitja so nameščena zunaj magnetov, vrtenje jeklenega jedra pa je izključeno. Tako se je teža motorja zmanjšala, čas pospeševanja se je zmanjšal in stroški so se povečali.
In končno, tretji korak je uporaba brezkrtačnih motorjev. Brezkrtačni motorji imajo večji izkoristek, saj nimajo krtač ali drgnjenih delov. So učinkovitejši, saj zagotavljajo večjo moč, hitrost, pospešek in navor.
Poglej tudi
- Frekvenčni pogon - pod nekaterimi pogoji je alternativa servo pogonu.
Servomotorji se uporabljajo v avtomobilskih sistemih za linearno in kotno premikanje elementov, katerih natančnost položaja je predmet povečanih zahtev. Delovanje servo pogona temelji na prilagajanju delovanja elektromotorja za izvajanje krmilnega signala.
Namen in sestava
Če je kot krmilnega signala določen kot vrtenja izhodne gredi motorja, se ta pretvori v uporabljeno napetost. Povratne informacije zagotavlja senzor, ki meri enega od izhodnih parametrov motorja. Vrednost odčitkov senzorja obdela krmilna enota, po kateri se prilagodi delovanje servomotorja.
Strukturno je servo pogon elektromehanska enota, katere elementi so nameščeni v enem ohišju. Servo pogon vključuje elektromotor, menjalnik, senzor in krmilno enoto.
Glavne značilnosti servo pogona so delovna napajalna napetost, hitrost vrtenja, navor ter konstrukcijske rešitve in materiali, uporabljeni v posameznem modelu.
Značilnosti zasnove in delovanja
Sodobni servo pogoni uporabljajo dve vrsti elektromotorjev – z jedrom in z votlim rotorjem. Jedrni motorji imajo rotor z navitjem, okoli katerega so magneti za enosmerni tok. Posebnost te vrste elektromotorja je pojav vibracij med vrtenjem nihala, kar nekoliko zmanjša natančnost kotnih gibov. Motorji z votlim rotorjem te slabosti nimajo, so pa dražji zaradi zahtevnosti tehnologije izdelave.
Servo pogonski menjalniki služijo zmanjšanju hitrosti vrtenja in povečanju navora na odgonski gredi. Servo pogonski menjalniki so v večini primerov sestavljeni iz cilindričnega zobniškega pogona, katerega zobniki so izdelani iz kovine ali polimernih materialov. Kovinski menjalniki so dražji, vendar so bolj trpežni in trpežni.
Odvisno od zahtevane natančnosti delovanja se lahko pri zasnovi servomotorjev uporabljajo plastične puše ali kroglični ležaji za usmeritev izhodne gredi glede na ohišje.
Servo pogone ločimo tudi po tipu krmilne enote. Obstajajo analogne in digitalne servo krmilne enote. Digitalna enota omogoča natančnejše pozicioniranje delovnega elementa servo pogona in večjo hitrost odziva.
