Σερβοκινητήρας vs Κινητήρας Επαγωγής
Οι κινητήρες είναι η κατηγορία των ηλεκτρομηχανικών συσκευών που μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική. Σε ορισμένες εφαρμογές, απαιτείται καθαρή ροπή για την κίνηση ενός μηχανισμού και σε ορισμένες εφαρμογές, η θέση και η ταχύτητα περιστροφής του μηχανισμού πρέπει να ελέγχονται. Ο επαγωγικός κινητήρας παρέχει καθαρή ανεξέλεγκτη ροπή, ενώ οι σερβοκινητήρες παρέχουν ελεγχόμενη ροπή, όπου η ταχύτητα και η θέση του άξονα (ρότορας) μπορούν να ρυθμιστούν.
Περισσότερα για τους κινητήρες επαγωγής
Με βάση τις αρχές της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, οι πρώτοι επαγωγικοί κινητήρες εφευρέθηκαν από τον Nikola Tesla (το 1883) και τον Galileo Ferraris (το 1885), ανεξάρτητα.
Ο επαγωγικός κινητήρας αποτελείται από δύο κύρια μέρη, τον στάτορα και τον ρότορα. Ο στάτορας στον επαγωγικό κινητήρα είναι μια σειρά ομόκεντρων μαγνητικών πόλων (συνήθως ηλεκτρομαγνήτες) και ο ρότορας είναι μια σειρά από κλειστές περιελίξεις ή ράβδους αλουμινίου διατεταγμένες με τρόπο παρόμοιο με έναν κλωβό σκίουρου. εξ ου και το όνομα ρότορας κλουβιού σκίουρου. Ο άξονας για την παροχή της παραγόμενης ροπής είναι μέσω του άξονα του ρότορα. Ο ρότορας είναι τοποθετημένος μέσα στην κυλινδρική κοιλότητα του στάτορα, αλλά δεν συνδέεται ηλεκτρικά με οποιοδήποτε εξωτερικό κύκλωμα. Δεν χρησιμοποιείται μεταγωγέας, βούρτσες ή άλλος μηχανισμός σύνδεσης για την παροχή ρεύματος στον ρότορα.
Όπως κάθε κινητήρας, χρησιμοποιεί μαγνητικές δυνάμεις για την περιστροφή του ρότορα. Οι συνδέσεις στα πηνία του στάτορα είναι διατεταγμένες με τρόπο ώστε να δημιουργούνται αντίθετοι πόλοι στην ακριβώς απέναντι πλευρά των πηνίων του στάτη. Στη φάση εκκίνησης, δημιουργούνται μαγνητικοί πόλοι με περιοδική μετατόπιση κατά μήκος της περιμέτρου. Αυτό δημιουργεί μια αλλαγή στη ροή κατά μήκος των περιελίξεων στο ρότορα και προκαλεί ένα ρεύμα. Αυτό το ρεύμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο στον ρότορα και η αλληλεπίδραση μεταξύ του πεδίου του στάτορα και του επαγόμενου πεδίου οδηγεί τον κινητήρα.
Οι επαγωγικοί κινητήρες είναι κατασκευασμένοι για να λειτουργούν τόσο με μονοφασικά όσο και με πολυφασικά ρεύματα. τελευταία για μηχανές βαρέως τύπου που απαιτούν μεγάλη ροπή. Η ταχύτητα των επαγωγικών κινητήρων μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας είτε αριθμό μαγνητικών πόλων στον πόλο του στάτη είτε ρυθμίζοντας τη συχνότητα της πηγής ισχύος εισόδου. Η ολίσθηση, η οποία είναι ένα μέτρο για τον προσδιορισμό της ροπής του κινητήρα, δίνει μια ένδειξη της απόδοσης του κινητήρα. Δεδομένου ότι οι περιελίξεις του βραχυκυκλωμένου ρότορα έχουν μικρή αντίσταση, μια μικρή ολίσθηση προκαλεί μεγάλο ρεύμα στον ρότορα και παράγει μεγάλη ροπή. Ωστόσο, η ταχύτητα περιστροφής του ρότορα είναι πιο αργή από τη συχνότητα της πηγής ισχύος εισόδου (ή τον ρυθμό περιστροφής του πεδίου του στάτορα). Οι επαγωγικοί κινητήρες δεν διαθέτουν βρόχους ανάδρασης για τον έλεγχο του κινητήρα.
Περισσότερα για τους Servo Motors
Τεχνικά, σερβοκινητήρας είναι οποιοσδήποτε κινητήρας έχει ανάδραση και έλεγχο κλειστού βρόχου και είναι μόνο ένα μέρος ενός σερβομηχανισμού στον οποίο η αρνητική ανάδραση χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της απόδοσης του κινητήρα.
Όμως, οι βιομηχανικοί σερβοκινητήρες που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι κανονικοί κινητήρες επαγωγής AC με πρόσθετα χαρακτηριστικά όπως ρότορας χαμηλής αδράνειας, φρένο υψηλής ροπής και ενσωματωμένος κωδικοποιητής για ανάδραση ταχύτητας και θέσης. Όλα αυτά τα εξαρτήματα συνδυάζονται για να λειτουργήσουν με τη μονάδα σερβομηχανισμού. Οι σερβομηχανισμοί με κινητήρες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται συνήθως σε ραδιοελεγχόμενες συσκευές, συνηθισμένα όργανα που απαιτούν χαμηλή ισχύ και υψηλή ακρίβεια.
Ο στάτορας σερβοκινητήρα συνεχούς ρεύματος σχηματίζεται συνήθως με μόνιμους μαγνήτες τοποθετημένους στα 900 γύρω από τον ρότορα. Οι σερβοκινητήρες είναι σχεδιασμένοι να παρέχουν σημαντικά σταθερά επίπεδα ροπής και να έχουν χαμηλή αδράνεια. Η είσοδος σε έναν σερβοκινητήρα έχει τη μορφή παλμών και σε κάθε παλμό, ο κινητήρας θα περιστρέφεται κατά ένα πεπερασμένο, ακριβές ποσό.
Οι σερβοκινητήρες μπορούν να προσφέρουν υψηλή ροπή και η θέση και η ταχύτητα του κινητήρα μπορούν να ελεγχθούν. Επομένως, οι σερβοκινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως στη ρομποτική και σε εφαρμογές που σχετίζονται με συστήματα ελέγχου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ επαγωγικού κινητήρα και σερβοκινητήρα;
• Ο σερβοκινητήρας έχει σύστημα αρνητικής ανάδρασης κλειστού βρόχου, ενώ ο γενικός επαγωγικός κινητήρας διαθέτει μηχανισμούς ανάδρασης (στον ενσωματωμένο κωδικοποιητή).
• Η ταχύτητα και η θέση του σερβοκινητήρα μπορούν να ρυθμιστούν και να ελέγχονται με μεγαλύτερη ακρίβεια, ενώ στους επαγωγικούς κινητήρες μπορούν να ρυθμιστούν μόνο οι στροφές.
• Οι σερβοκινητήρες έχουν χαμηλή αδράνεια, ενώ ο επαγωγικός ρότορας έχει υψηλότερη αδράνεια.
• Ο Servo κινητήρας είναι μια κατηγορία ελεγχόμενων κινητήρων και μπορεί να είναι επαγωγικός κινητήρας ή άλλος τύπος.
