서보, 서보 스티어링이란?

서보 드라이브는 네거티브 피드백을 통해 정밀한 제어가 수행되는 드라이브이므로 작업체 이동에 필요한 매개 변수를 얻을 수 있습니다.

이 유형의 메커니즘에는 속도, 위치 또는 힘과 같은 특정 매개변수를 모니터링하는 센서와 장치 작동 중에 필요한 매개변수를 자동으로 유지하는 역할을 하는 제어 장치(기계식 로드 또는 전자 회로)가 있습니다. , 센서의 신호에 따라 언제든지.

작동 매개변수의 초기값은 예를 들어 컨트롤을 사용하여 설정됩니다. 전위차계 손잡이 또는 숫자 값이 입력되는 다른 외부 시스템을 사용합니다. 따라서 서보 드라이브는 할당된 작업을 자동으로 수행합니다. 센서의 신호에 따라 설정된 매개변수를 정밀하게 조정하고 드라이브에서 안정적으로 유지합니다.

네거티브 피드백이 있는 많은 증폭기와 조정기는 서보라고 할 수 있습니다.예를 들어, 서보 드라이브에는 자동차의 제동 및 조향이 포함되며 수동 증폭기에는 반드시 음의 위치 피드백이 있어야 합니다.

서보의 주요 구성 요소:

• 구동 장치;

• 감지기;

• 컨트롤 유닛;

• 변환기.

예를 들어 로드가 있는 공압 실린더 또는 기어박스가 있는 전기 모터를 드라이브로 사용할 수 있습니다. 피드백 센서는 다음과 같을 수 있습니다. 인코더(각도 센서) 또는 예를 들어 홀 센서… 제어 장치 — 개별 인버터, 주파수 변환기, 서보 증폭기(영어 Servodrive). 제어 장치는 즉시 제어 신호 센서(트랜스듀서, 입력, 충격 센서)를 포함할 수 있습니다.

가장 간단한 형태의 전기 서보 드라이브 제어 장치는 설정된 신호 값과 피드백 센서에서 나오는 신호를 비교하는 회로를 기반으로 하며, 그 결과 적절한 극성의 전압이 공급됩니다. 전기 모터에.

전기 모터의 동적 과부하를 피하기 위해 부드러운 가속 또는 부드러운 감속이 필요한 경우 마이크로 프로세서를 기반으로 하는 보다 복잡한 제어 체계가 적용되어 작업 본체를 보다 정확하게 배치할 수 있습니다. 예를 들어 하드 디스크에 헤드를 배치하는 장치가 배치됩니다.

프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러에 구축할 수 있는 CNC 컨트롤러를 사용하여 그룹 또는 단일 서보 드라이브를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이러한 컨트롤러를 기반으로 하는 서보 드라이브는 15kW의 전력에 도달하고 최대 50Nm의 토크를 생성할 수 있습니다.

회전식 서보 드라이브는 회전 속도, 회전 각도 및 가속도를 극도로 정밀하게 조정할 수 있는 동기식과 극도로 낮은 속도에서도 속도가 매우 정밀하게 유지되는 비동기식입니다.

동기식 서보 모터는 정격 속도까지 매우 빠르게 가속할 수 있습니다. 원형 및 플랫 리니어 서보도 일반적이며 최대 70m/s²의 가속을 허용합니다.

일반적으로 서보 장치는 전기 유체 역학 및 전기 기계로 세분됩니다. 전자는 피스톤-실린더 시스템에 의해 움직임이 발생하고 응답성이 매우 높으며, 후자는 단순히 기어박스가 있는 전기 모터를 사용하지만 성능은 훨씬 낮습니다.

오늘날 서보 드라이브의 적용 범위는 작업 본체의 매우 정확한 포지셔닝 가능성으로 인해 매우 넓습니다.

인쇄 회로 기판의 공장 생산을 위한 자동 기계와 다양한 산업용 로봇 및 기타 여러 정밀 도구를 포함하여 특히 CNC를 사용하는 다양한 도구 및 공작 기계의 기계적 잠금 장치, 밸브 및 작업 본체가 있습니다. 고속 서보 모터는 모형 항공기에서 매우 인기가 있습니다. 특히 서보 모터는 특유의 균일한 동작과 에너지 소모 측면에서 효율성이 두드러진다.

3극 정류자 모터는 원래 로터가 권선을 포함하고 고정자가 영구 자석을 포함하는 서보 모터용 드라이브로 사용되었습니다. 컬렉터 브러시도 있었습니다. 나중에는 코일 수가 5개로 늘어났고 토크도 커지고 가속도도 빨라졌다.

개선의 다음 단계 - 권선이 자석 외부에 배치되어 회전자의 무게가 줄어들고 가속 시간이 단축되었지만 비용이 증가했습니다. 그 결과 매니폴드를 버리고(특히 영구 자석 회전자 모터가 널리 보급됨) 가속도, 속도 및 토크가 훨씬 높아졌기 때문에 모터가 브러시리스로 바뀌었고 훨씬 더 효율적인 것으로 판명되었습니다.

서보 모터는 최근 몇 년 동안 매우 대중화되었습니다. Arduino에 의해 제어, 아마추어 항공 및 로봇 공학(쿼드콥터 등)은 물론 정밀 금속 절삭 기계 제작에 대한 광범위한 가능성을 열어줍니다.

대부분의 경우 기존 서보 모터는 세 개의 와이어를 사용하여 작동합니다. 그 중 하나는 전원용, 두 번째는 신호용, 세 번째는 공통용입니다. 신호 와이어에 제어 신호가 공급되며 이에 따라 출력 샤프트의 위치를 ​​조정해야합니다. 샤프트의 위치는 전위차계 회로에 의해 결정됩니다.

컨트롤러는 저항과 제어 신호 값을 통해 샤프트가 원하는 위치에 도달하기 위해 회전해야 하는 방향을 결정합니다. 전위차계에서 제거된 전압이 높을수록 토크가 커집니다.

높은 에너지 효율, 정밀한 제어 기능 및 뛰어난 성능 덕분에 브러시리스 모터 기반 서보 드라이브는 장난감, 가전 제품(HEPA 필터가 있는 대형 진공 청소기) 및 산업 장비에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.