سروموتورها

اطلاعات موضوع

درباره موضوع در تاریخ, در دسته الکترونیک ایجاد شده و آغاز کننده آن practicalsoftمی باشد و موضوع آن: سروموتورها است. این موضوع تا کنون 46 بازدید کننده و, 4 پاسخ داشته و 1 بار پسندیده شده...
نام دسته الکترونیک
نام موضوع سروموتورها
آغاز کننده موضوع practicalsoft
تاریخ شروع
پاسخ‌ها
4
بازدیدها
46
پسندها
1
آخرین ارسال توسط PracticalSoft
Jun 6, 2020
11,559
4,422
سروموتور
سرو موتور چیست؟؟؟
مشخصه های اصلی و محدودیت های سروو موتور AC
انواع سرو موتور
مزیت های سرو موتور های AC
ساختمان واجزای یک AC Servo motor(اصول عملکردی)
AC Servo driver
ساختار داخلی سرو درایو
موارد استفاده کاربردی از AC Servo


سرو يا سرومکانيسم چيست؟

در کاربردهاي مدرن ، واژه سرو (خود تنظيم ) يا سرو مکانيسم ( مکانيزم خود تنظيم ) به يک سيستم کنترلي فيدبک که متغير کنترل شونده ، موقعيت يا مشتق موقعيت مکانيکي به عنوان سرعت و شتاب است ، محدود مي شود.
يک سيستم کنترلي فيدبک ، سيستم کنترلي است که به نگهداشتن يک رابطه مفروض بين يک کميت کنترل شده و يک کميت مرجع ، با مقايسه توابع آنها و استفاده از اختلاف به عنوان وسيله کنترل منجر مي شود.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


سروموتور چیست؟؟
•سروموتور یک وسیله مکانیکی موتوری است که می توان آن را طوری به کار برد که بازو یا چرخی را که متصل به شفت آن است در جهت و اندازه دلخواه با سرعتی که مد نظر است جا به جا کند.
•سروموتور ها باید به صورت حلقه بسته به کار گرفته شوند.

در تمام سرو موتورها یک سنسور موقعیت وجود دارد که موقعیت خروجی را به ولتاژ تبدیل کرده و در ادامه این ولتاژ از مقدار ولتاژ اعمالی به موتور کم می شود.
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


تفاوت ها ی یک سروو موتور با موتور عادی
فیدبک سرعت
اینرسی کم
- قطر کم
- طول زیاد
کنترل موقعیت و سرعت زاویه ای
سرعت بالا

پاسخ سرعت این موتورها بسیار زیاد است.ولذا باید اینرسی (لختی)آنها کم باشد.
درنتیجه قطراین ماشین ها کم بوده ولی طول آنها نسبتاً زیاد است.

•آیا میتوان یک موتور عادی را به سرو تبدیل کرد؟؟؟

-پاسخ این است که اگر منظور ما از سرو موتور تنها فیدبک دار بودن و قابلیت کنترل سرعت و موقعیت خروجی باشد این کار با تقریب خوبی ممکن است.
-لازمه ی این کار کوپل کردن یک انکودر یا هر سرعت سنج دیگری به شفت موتور است تا به عنوان فیدبک جهت کنترل سرعت و موقعیت در مدار درایور مورد استفاده قرار گیرد.
-اما مشکل اینرسی و عدم شتابگیری سریعی که در موتور های بزرگ وجود دارد نیاز به تغییر در ساختار و اندازه ی روتورو استاتور و سیمبندی های آن دارد که عملاً ممکن نیست.



«AC Servo motor & AC Servo Driver»
مشخصه های اصلی و
محدودیت های سروو موتور AC


مشخصه های بارز سرو موتور عبارتند از:

۱- راه اندازی سريع و ثبات کار موتور در محدوده وسيعی از سرعت
۲- تعويض سرعت موتور به صورت خيلی نرم
۳- توليد گشتاور بسيار زياد نسبت به حجم کم آنها
4- سرعت پاسخ دهی سريع آنها



محدودیت ها:

محدوده ولتاژ کاری سروو
محدوده دمای کاری (C)
زاویه چرخش(درجه)
سرعت ( Deg/sec)
گشتاور راه اندازی( kg.cm)
وزن سروو موتورها
دقت سروو موتورها
نسبت گیربکس
جنس گیربکس
سرعت بی باری
سخت افزار جانبی

«AC Servo motor & AC Servo Driver»
انواع سرو موتور



•سرو موتور های DC

•سرو موتور های AC


- هر کدام از موارد یاد شده بر حسب نیاز ما دارای مزایا و معایبی می باشند که نهایتاً منجر به انتخاب ما خواهد شد.


•سرو موتور های DC
در قسمت بالایی جعبه سروموتور شفت موتور قرار دارد که می توان یک بازو یا چرخ را به آن متصل کرد. از قسمت کناری آن هم سه سیم خارج شده است. سیم قرمز برای ولتاژ مثبت، سیم سیاه برای زمین، و سیم زرد برای سیگنال کنترلی تعبیه شده است. شکل یک سرو موتور . (Radio Control) RC را نشان می دهد.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید



برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


•موتورهای DC با وجود مزایایی چون کنترل آسان ، سریع و دقیق گشتاور و همچنین پاسخ بسیار سریع دینامیکی برای تغییرات سرعت ، معایب زیر رادارند:
-نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر
-قیمت بالا
-نیاز به کموتاتور و زغال
-وزن بالا در گشتاور های بالا


•سروموتورهای AC
ساختمان این سروموتورها مانند ساختمان موتورهای القایی روتور قفسه ای است. این سروموتورها به همراه یک وسیله حس کننده موقعیت ، در سیستم های کنترل اتوماتیک به منظور تنظیم موقعیت یک محور به کار می روند.

برای گرفتن فیدبک از خروجی که همان موقعیت سروموتور است می توان از انکدر یا سینکروی ترانسفورمری استفاده کرد. در هر دو حالت خروجی که به صورت موقعیت است به ولتاژ تبدیل می شود و پس از تقویت به میزان مناسب از ورودی کم می شود.





برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
 

  • Like
واکنش‌ها[ی پسندها]: SONIC
«AC Servo motor & AC Servo Driver»
مزیت های سرو موتور های AC



•مزیت های سرو موتور های AC
-روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.
-سروموتورهای AC دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.
-هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.
-بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ، قطر آن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از اور شوت در مکـانیسم سـرو کمک می کند
-اندازه کوچکتر
-قدرت بیشتر در مقایسه با موتورهای DC هم اندازه
-طراحی ساده و قیمت ارزان
-سبک و مقاوم در برابر ضربه


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


«AC Servo motor & AC Servo Driver»
ساختمان واجزای یک ac servo motor


در سرو موتور ها دو دسته سیم جدا خارج شده است که یکی مربوط به تغذیه و دیگری فیدبکی است که از انکودر گرفته شده است.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید



•استاتور
-استاتور سرو موتور ها از نظر عملکردی مشابه موتور های معمولی اند ، البته به دلیلی که ذکر می شود طول نسبتا
بیشتر و قطر کمتر در نظر گرفته

می شود.

از نظر سیم پیچی نیز بسته به گشتاور

و سرعت خروجی در انواع :

- حلقوی

- موجی

- قورباغه ای

ساخته می شوند.

برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


•استاتور
- با توجه به این که سرو موتور های AC ممکن است برای کار کردن در حالت دایم یا موقت به کار گرفته شوند عمدتاً به صورت استاتور 2 فاز(لحظه ای) و 3فاز (دایم) سیم پیچی می شوند.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید



برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
 
روتور
یکی از عمده مشکلات موتور های الکتریکی اینرسی بالا می باشد که چه به هنگام راه اندازی و چه هنگام توقف ، تاخیر زیادی به سیستم تزریق میکند به نحوی که در سیستم های سریع عملاً قابل استفاده نیست.
اما در سرو موتور ها با کاهش قطر و متقابلاً افزایش طول روتور تا حدودی این مشکل حل شده است.
نسبت گشتاور به اینرسی يک پارامتر بسيار مهم يک سرو موتور است ، زيرا موتور با اين (T/J)نسبت گشتاور به اينرسي فاکتور شتاب مي گيرد .
مشخصات اصلي هر سرو موتور :
1- گشتاور خروجي موتور بايد متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد .
۲- جهت گشتاور سرو موتور بايد به پلاريته لحظه اي ولتاژ کنترل بستگي داشته باشد .توخالی ساخه میشود.


به دلیل این که وجود جاروبک یک مانع حرکتی و موجب افزایش اینرسی میشود عمدتاً در سرو موتور ها (مخصوصاً سرو موتور های AC) سعی میشود از مدل های بدون جاروبک ( آ سنکرون – قفسه سنجابی ) استفاده کنند.
در موارد جاروبک دار نیز فناوری هایی جهت بهبود به کار گرفته می شود

برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


در موتورهای سنکرون سرعت روتور همیشه برابر سرعت میدان دوار است و از این رابطه به دست می‌آید.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید

با توجه به ثابت بودن تعداد قطب ها با تغییر فرکانس ورودی سرعت خروجی قابل کنترل است.
فرکانس ورودی از یک حد بیشتر و یا کمتر نمی تواند باشد ،
- اگر فرکانس خیلی زیاد باشد ولتاژ به DC نزدیک میشود و اگر خیلی کم باشد موتور به صورت ریپلی کار کرده و چون هر بار حرکت کرده و می ایستد بنابر این هر بار به جریان راه اندازی نیاز دارد و عملاً می ایستد.
به همین جهت در ساختار سرو موتور های AC از یک موتور سنکرون استفاده می شود.

موتورهای آسنکرون به علت نداشتن کلکتور و سادگی ساختمان آن بیشتر از موتور سنکرون متداول است. مزایای موتور سنکرون: 1- این موتور دارای ضریب قدرت مناسب و قابل تنظیم است. 2- بازده عالی دارد. 3- در مقابل نوسان ولتاژ حساسیت ندارد. 4- امکان بکار بردن آن به طور مستقیم با ولتاژ زیاد وجود دارد. 5- با تحریک مناسب هیچگونه قدرت راکتیو مصرف نمیکند و فقط قدرت اکتیو مناسب می گیرد. 6- از این موتور میتوان به عنوان مولد قدرت راکتیو برای بالا بردن ضریب قدرت خط استفاده کرد

ميرايی و علت نياز به آن (Damping )
سرو برای تنظيم اندازه خروجی مطلوب ، برطبق اندازه کميت مرجع که ممکن است ثابت يا متغييرباشد، طراحی می گردد.
برای کار موفقيت آميز يک سيستم کنترل ، که سروموتور ضروری ترين رابط
آن است ،حداقل دو چيز اهميت زياد دارد:
١. موتور می بايست سريعاً به تغييرات ولتاژ فاز کنترل پاسخ دهد.
٢. موتور می بايست پايدار باشد، يعنی نبايستی نوسانی يا دارای نوسان اضافی باشد.
چنان چه نسبت گشتاور به اينرسی زياد باشد، شتاب اوليه زيادی حاصل شده و پاسخ به تغييرات ولتاژ کنترل سريع می شود.بنابراين استفاده از يک گشتاورترمزی يا ضربه گيری که با سرعت دورانی افزايش می يابد، نوسان اضافی حداقل شده و به پايداری می رسد.

سنسور هایی در قسمت انتهایی موتور تعبیه شده اند که سرعت و یا موقعیت شفت خروجی را اندازه گیری می کنند.
این سنسور ها می توانند از نوع اثر هال ، سینکرو ، ریزولور و یا انکودر باشد که رایج ترین نوع آن انکودر است.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
 
«AC Servo motor & AC Servo Driver»
AC servo driver

•راه اندازی سرو موتور و کنترل پارامتر های خروجی به یک مدار راه انداز (Driver) نیاز دارد که برای هر سرو موتور خاص بوده و همراه آن عرضه می شود.



برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید

با توجه به گشتاور ها و سرعت های مختلفی که در سیستم ها وجود دارد برای هر کدام از موارد یاد شده یک سرو موتور و یک درایور نیاز است که نهایتاً با هم شبکه شده و کنترل نهایی روی آن ها انجام می شود.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید

سرو درایو یک تقویت کننده ی الکترونیکی است که وظیفه ی راه اندازی و کنترل فیدبک سرو را بر عهده دارد.
مهم ترین وظایف سرو درایو:
دریافت فرمان از سیستم کنترلی
تقویت سیگنال فرمان و ارسال به ورودی سرو موتور
مانیتور کردن فید بک خروجی
کنترل سرعت و گشتاور موتور
کاهش ضربات ناشی از راه اندازی به پلنت !


«AC Servo motor & AC Servo Driver»
ساختار داخلی سرو درایو


کنترل سرعت و گشتاور از طریق تغییر فرکانس و دامنه ولتاژ صورت می گیرد.
تقریباً تمام سرو موتور ها برای تولید فرکانس دلخواه به شکل زیر عمل میکنند :
دریافت برق AC با فرکانس 50 هرتز
تبدیل ولتاژ AC به DC
تبدیل ولتاژ DC به AC با فرکانس دلخواه


با توجه به بالا بودن توان ، عمل یک سو سازی و همچنین عکس آن نیازمند استفاده از قطعاتی فراتر از ترانزیستور ها و دیود های و معمولی هستند .مانند SCR,IGBT


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


با بهره گیری از عملکرد درایوهای DC ، تکنولوژی درایوهای AC توسعه پیدا کرد، و روشهای زیر معرفی شدند:
1-کنترل اسکالر بدون فیدبک:
این روش را درصنعت با عناوینی نظیر مدولاسیون عرض پالس (PWM) ، کنترل فرکانس V/F یا VVVF می شناسند .
2- کنترل برداری
برای کنترل بردار شار و گشتاور موتور، جریان موتور باید قابل کنترل باشد اما در این موتورها کنترل سیستمی روی جریان موتور وجود ندارد.از طرفی جریان موتور تابعی ازجریان استاتور است و از این جریان بدین منظور استفاده میشود.


- روش کنترل مستقیم گشتاورDTC

پیشرفته ترین تکنولوژی کنترل سروموتورهای AC است که توسط شرکت ABB ارائه شده است این تکنولوژی جایگزین روشهای متداول مانند روش اسکالر و کنترل برداری شار در حلقه باز و بسته شده است.
اساس کارDTC بر پایه تئوری کنترل جهت میدان موتورهای القایی بنا شده است شار استاتور و گشتاور ، متغیرهای کنترلی DTC هستند.
در این روش به دلیل وجود یک فید بک ذاتی نیازی به انکودر جهت فیدبک گیری خارجی نیست.
ویژگیهای درایو با پاسخ گشتاور سریع حدود 10 برابر سریعتر از سایر درایوهای AC است و دقت سرعت دینامیکی در این درایوها 8 برابر بهتر از یک درایو AC می باشد.


Variable Frequency Drive (VFD)

سابقه ی این تکنولوژی بیشتر از 40 سال است.
با توجه به این خاصیت موتور های جریان متناوب که سرعت متناسب با فرکانس دارند طراحی شده اند.
عمده ی اینورتر های موجود در بازار با استفاده از این تکنولوژی کار می کنند.
با توجه به کنترل فرکانس ، این روش صرفاً سرعت را تحت کنترل دارد.
جهت کنترل همزمان گشتاور و سرعت خروجی ، باید علاوه بر فرکانس ورودی ، دامنه ی ولتاژ نیز تحت کنترل باشد.


•معایب
-در نمونه های اولیه و قدیمی تکنولوژی VFD نویزپذیری بالا و تاثیر عوامل محیطی بر عملکرد درایور بسیار مشهود بوده و به همین دلیل تکنولوژی جدید تری وارد بازار شد.

برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


(VSD) Variable Speed Drive

در نمونه های قبلی درایور ها ، نویز پذیری بالا و اغتشاشات محیطی مانع عملکرد دقیق موتور در بسیاری از موارد می شد.
VSD ها از لحاظ نحوه ی عملکرد همان مدل قبلی هستند با این تفاوت که در ورودی و خروجی فیلتر هایی جهت دمپ کردن نویز و اغتشاشات وجود دارد.
در نمونه های پیشرفته تر فیلتر ها قابل برنامه ریزی هستند یعنی LPF بودن یا HPF و یا موارد دیگر از قبیل پهنای باند با توجه به شدت نویزی بودن محیط قابل تنظیم است.
بسیاری از شرکت ها VSD را با همان
عنوان VFD عرضه می کنند.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
 
«AC Servo motor & AC Servo Driver»
موارد استفاده از AC servo

•پرینتر های سه بعدی بزرگ


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


•دستگاه های CNC

برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


•صنایع ریسندگی و دستگاه های دوخت پیشرفته


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


•خطوط تولید

برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید


در کار های بسیار سریع که حرکت و توقف سریع لازم باشد برای رسیدن به پاسخ مطلوب عملاً بدون سرو موتور ممکن نیست.


برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
 
عقب
بالا