سروو موتور

سروو موتور

 

سروو موتور

 

موتورهای القایی متداول در صنعت به طور مداوم و پیوسته در چرخش هستند و به عنوان منبع حرکت در ماشین آلات و صنایع مختلف عمل می کنند. اما در کابرد هایی که نیاز به کنترل سرعت، موقعیت و گشتاور باشد باید از سروو موتورها استفاده کنیم سروو موتور ها دارای مکانیزم کنترل موقعیت هستند و ممکن است پیوسته در حال چرخش نباشند. در مقالات قبلی به بررسی ساختمان موتور القایی و درایوها پرداختیم در این مقاله قصد داریم به بررسی سرو موتور ها به بپردازیم.

 

سرو موتورها می توانند در مواقع نیاز به زاویه مورد نظر تغییر موقعیت داده و در موقعیت جدید خود متوقف شوند. این تنها یکی از قابلیت های بسیار زیاد سرو موتورها است که منجر به استفاده گسترده از آنها در كنترل تجهیزات و دستگاه های مختلفی در زمینه های متنوعی از صنایع شده است. در ادامه بیشتر به کاربرد سرو موتورها اشاره خواهیم کرد.

 

 

اصطلاح “Servo” به مکانیزم کنترل اشاره دارد. از نظر فناوری، مکانیزمی که کنترل را انجام می دهد “Master” و مکانیزم تحت کنترل را “Slave” می نامند. هر دو اصطلاح Servo  و Slave ازکلمه ی Servus ( کلمه لاتین Slave ) گرفته شده است.

 

به عبارت دیگر ، سرو موتورها نام خود را از این واقعیت می گیرند که می توان به آنها اعتماد کرد “دقیقاً همانطور که به آن ها فرمان داده شده است” کار می کنند. هر موتور الکتریکی که قادر به کنترل پارامترهایی مانند موقعیت و سرعت باشد، فارغ از چگونگی روش دستیابی به این کنترل، موتور سروو نامیده می شود.

 

بر این اساس، استفاده از این اصطلاح بعضاً شامل موتورهای پله ای و موتورهای بدون هسته نیز می شود. اما برای اهداف صنعتی، یک موتور سروو به عنوان موتوری تعریف می شود که دارای انکودر (آشکارساز حرکت دورانی) همراه با درایو راه اندازی باشد که از فیدبک انکودر برای کنترل سرعت و موقعیت (زاویه چرخش) استفاده می کند.

 

 

تاریخچه سروو موتورها

 

فناوری سروو موتورها همراه با پیشرفت در ربات های صنعتی پیشرفت چشمگیری داشته است. علاقه به اتوماسیون کارخانه از دهه 1950 در ایالات متحده  شروع به رشد کرد، در ابتدا مکانیسم هایی مانند نوار نقاله های تسمه ای، ماشین آلات نیمه اتوماتیک و ربات های نیمه صنعتی درگیر بودند.

 

در ابتدا ماشین آلات اولیه و ربات ها تمایل به استفاده از هیدرولیک یا پنوماتیک برای کنترل موقعیت محرک ها داشتند که از نظر دقت، قابلیت اطمینان عملکرد، لوله کشی مربوطه و نشت مایع هیدرولیک یا هوا دارای مشکلاتی بودند.

 

به همین جهت استفاده از سروو موتورهای DC در دهه 1950 و 1960 با پیشرفت فن آوری رشد کرد و نصب آنها در ربات ها و ماشین آلات صنعتی به جای مکانیسم های هیدرولیک و پنوماتیک آغاز شد.

 

سروو موتورهای AC در دهه 1980 ظهور کردند. از فواید آنها در کاربرد می توان به کوچکتر و سبکتر بودن آنها اشاره کرد. سروو موتورهای AC مزایای زیادی به نسبت سروو موتور های DC داشتند از جمله سبک بودن، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری، استهلاک بسیار پایین و…. .که این موارد باعث شد تا به مرور زمان استفاده از سرو موتورهای AC در صنعت متداول شود تا هم اکنون که بیش از 90 درصد سرو موتور ها در صنعت از این نوع هستند.

 

 

 

انواع سروو موتور

 

سروو موتورهای DC

سروو موتورهایی هستند که با ولتاژ DC کار می کنند. اگرچه کنترل سرو موتورهای DC نسبت به سرو موتورهای AC آسان تر است و در گذشته به دلیل در دسترس بودن و هزینه پایین مورد استفاده قرار می گرفتند، اما پیشرفت در فناوری کنترل موتورهای  AC در دو دهه اخیر باعث شد تا کمتر شاهد استفاده از آنها باشیم.

 

سروو موتورهای AC

سروو موتورهایی هستند که با ولتاژ AC کار می کنند. اگرچه کنترل آن ها پیچیده تر از موتورهای DC است، اما پیشرفت در تکنولوژی کنترلی، آنها را قادر می سازد که متداول ترین نوع سروو موتور در صنعت باشند.

سروو موتورهای AC بسته به مکانیسم حرکتی آنها می توانند به موتورهای سنکرون(Synchronous motors) یا (SM) و موتورهای القایی (Induction Engines) یا (IM) تقسیم شوند. در واقع تفاوت آنها در این است که آیا آنها آهنربای دائمی دارند یا خیر.

 

SM ها دارای یک آهنربا دائمی هستند. برای افزایش توان خروجی موتور، میزان آهنربای دائمی (که گران قیمت نیز می باشد) افزایش می یابد و در نتیجه هزینه سرو موتور نیز متناسب با آن افزایش خواهد یافت. به همین دلیل، از این مدل سروو ها به طور گسترده ای برای کاربری های توان پایین (تا 10 کیلو وات) استفاده می شوند. لازم به ذکر است که اکثرکاربری های سروو موتور نیز از همین نوع و در توان های پایین می باشد.

 

سروو موتور های سنکرون از استاتور و روتور تشکیل شده اند. استاتور شامل یک قاب و بدنه ی استوانه ای و هسته استاتور است. سیم پیچی آرمچیر به دور هسته استاتور پیچانده شده و به سیمی متصل است که جریان موتور را تأمین می کند. روتور از یک مغناطیس دائم تشکیل شده است و با روتور موتورهای آسنکرون القایی که جریان روتور آن با الکترومغناطیس القا می شود متفاوت است. به همین دلیل این نوع موتورها سروو موتورهای بدون جاروبک نامیده می شوند. هنگامی که میدان استاتور با ولتاژ تحریک شود، روتور، میدان مغناطیسی گردان استاتور را با سرعت مشابه یا سنکرون دنبال می کند و این همان لحظه ای است که با موتور نوع سنکرون مواجه خواهیم بود. در روتور مغناطیس دائم زمانی که میدان استاتور بدون انرژی شده و متوقف می شود، به جریان نیازی نیست. این موتورها به دلیل عدم وجود جریان روتور بازده بالاتری دارند.

 

 

ساختار سروو موتور آسنکرون یا القایی نیز همانند سروو موتور سنکرون می باشد، با این تفاوت که استاتور این سروموتور شامل هسته، سیم پیچی آرمیچر و سیم خروجی می باشد. اجزای روتور نیز شفت و سیم پیچی هسته  آنها می باشد.

 

در هر یک از دو قسمت استاتور و روتور، میدان مغناطیسی مجزایی تشکیل می شود. طبق قانون القای الکترومغناطیس فارادی، سرعت نسبی میدان چرخان استاتور و روتور نسبت به یکدیگر باعث به حرکت درآمدن هادی های روتور خواهد شد. به عبارتی دیگر چون جریان متناوب (AC) فقط به سیم پیچی استاتور وصل می شود میدان شار متناوبی را در اطراف آن ایجاد می کند که با سرعت سنکرون می چرخد.

 

از طرف دیگر جریان القایی روتور نیز، یک میدان شار متناوب را در اطراف آن ایجاد می کند که از شار استاتور عقب تر است. درنتیجه روتور در جهت میدان استاتور می چرخد ولی نمی تواند به سرعت آن برسد بنابراین آسنکرون خواهد بود.

 

سروو موتور آسنکرون در عملکردهایی که اینرسی خارجی بالایی مورد نیاز باشد مورد استفاده قرار می گیرند.

 

 

تفاوت سروو موتور ها با استپ موتورها

 

استپ موتور ها مانند موتورهای سروو تا حدودی توانایی کنترل زاویه چرخش خود را بر اساس ورودی خارجی دارند و بنابراین می توانند برای موقعیت یابی ماشین آلات سبک و برنامه های مشابه استفاده شوند. با این وجود، تفاوت ها و محدودیت های زیادی نیز نسبت به سرو موتورها دارا می باشند که در ادامه به 3 مورد از مهمترین آنها اشاره خواهیم کرد.

 

 

 

مکانیزم کنترلی:

سروو موتورها دارای انکودری هستند که می تواند موقعیت چرخشی آنها را در هر لحظه به عنوان فیدبک به درایو ارسال کند تا محاسبات کنترلی توسط درایو اجرا شود. این قابلیت باعث ایجاد دقت فوق العاده زیاد در توقف، حرکت، توانایی بازگشت به موقعیت اولیه، جلوگیری از رد کردن موقعیت هدف و… می شود. در مقابل، برای موتورهای پله ای یا استپ موتورها، زاویه چرخش موتور متناسب با تعداد پالس های ورودی است و هیچ فیدبکی از موقعیت شفت موتور در دسترس نیست در واقع درایور استپ موتور، موقعیت را بر اساس تعداد پالس های ورودی که از کنترل کننده (plc یا سایر میکروکنترلرها)  دریافت می کند، کنترل می کند.

 

اگرچه این روش کنترلی، استپ موتور را از نیاز به سنسور موقعیت بی نیاز می کند، اما همچنان راهی برای تشخیص انحراف موقعیت وجود ندارد. به عنوان مثال، تغییرات غیر منتظره بار می تواند منجر به عقب ماندن شفت از فرمان کنترلی یا بعضا خوابیدن زیر بار شود و در واقع زاویه چرخش موتور با زاویه مشخص شده توسط ورودی آن متفاوت گردد.

 

گشتاور و سرعت:

سروو موتورها می توانند در هر محدوده از سرعت، بالاترین گشتاور را برای ما تامین کنند. چه در سرعت ها بالا و چه در سرعت های پایین. در حالی که استپ موتورها فقط در سرعت های پایین قادر به تامین گشتاور بالا می باشند و هر چه سرعت استپ موتورها افزایش یابد گشتاور آنها کاهش می بابد. بنابراین استپ موتورها مناسب کار در سرعت های بالا نیستند.

 

هزینه:

با توجه به این که سروو موتورها و درایو راه اندازشان قابلیت ها و برتری زیادی نسبت به موتور های استپ دارند، طبیعتا قیمت شان نیز از استپ موتورها خیلی بیشتر است!

 

 

 

کاربرد سروو موتورها در صنعت

 

 

 

سروو موتورها کاربرد های متنوع و وسیعی در صنعت دارند. اگر بگوییم در اکثر کارخانه ها، حداقل چندین دستگاه وجود دارند که از سروو موتور برای انجام کار مورد نظر بهره برده اند، اغراق نکرده ایم.

سروو موتورها به وضوح در ربات های صنعتی موجود در کارخانه مشاهده می شود. ربات هایی همچون ربات مونتاژ کار، ربات دلتا، ربات های اسکارا و… .

کاربرد شاخص دیگری که برای سروو موتورها می توان نام برد دستگاه های CNC هستند که برای حرکت هر محور از سروو موتور ها بهره می برند.

استفاده از سروو موتورها فقط به ربات یا CNC محدود نمی شود. در بسیاری از صنایع، دستگاه ها و خطوط تولید مانند خط تولید استرچ متال، ذوب ریسی، دستگاه های وایندر، دستگاه های مولتی دریل، دستگاه های خم کن لوله، خطوط چاپ و بسته بندی و…. به طور کلی دستگاه هایی که با انجام مجموعه عملیات های چند مرحله ای، مکمل یکدیگر و استپ به استپ منجر به تولید محصول یا خروجی مورد نظر می شود، سرو موتور مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

امیدواریم که از این مقاله بهره کافی را برده باشید.

واحد آموزش – گروه صنعتی نوین کنترل

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

پروژه ها


دستگاه مولتی دریل
دستگاه وایندر
خط ذوب ریسی
خط تولید استرچ متال
دستگاه پاساژ
سیستم بوستر پمپ

اطلاعات تماس


ساعات کاری


شنبه
8:00 تا 16:00
یک شنبه
8:00 تا 16:00
دو شنبه
8:00 تا 16:00
سه شنبه
8:00 تا 16:00
چهار شنبه
8:00 تا 16:00
پنج شنبه
8:00 تا 14:00
جمعه
تعطیل

مقالات


درباره ما


گروه صنعتی نوین کنترل با بهرمندی از هسته مهندسی در زمینه مشاوره، طراحی، ساخت و اجرای سیستم های برق قدرت،اتوماسیون صنعتی و ابزاردقیق فعالیت می کند.

ایمیل:NovinControl.Co@yahoo.com

تلفن: 55239280-9831+

پروژه ها


دستگاه مولتی دریل
دستگاه وایندر
خط ذوب ریسی
خط تولید استرچ متال
دستگاه پاساژ
سیستم بوستر پمپ

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت برای گروه صنعتی نوین کنترل محفوظ می باشد.

error: Content is protected !!