سرو درایو (SERVO DRIVE )

سرو درایو (SERVO DRIVE )

سیستم های سروو هم برای موتورها DC کاربرد دارند و هم برای AC اما در صنعت سروو موتورهای اولیه عموما به صورت DC بودند. زیرا سالهای بسیاری کنترل جریان بالا از طریق SCR ها انجام می شد. هنگامی که ترانزیستورها توانائی کنترل جریان بالا و تبدیل آن به فرکانس بیشتر را یافتند سرووموتورهای AC رواج بیشتری یافتند  سرووموتورهای اولیه خصوصا برای طراحی تقویت کننده های خودکنترل در اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه می توان دسته ای از این موتورها را برای تقویت کننده های خودکنترل یا کنترل گر با فرکانس متغیر طراحی کرد بدین معنی که موتور می تواند در سیستم خودکنترل و نیز در سیستم فرکانس متغیر کاربردهای متفاوتی داشته باشد.

در صنعت هر سیستم مدار بسته را که دارای موتور پله‌ای (STEPPER)  نیست سیستم خودکنترل می نامند بنابراین احتمال برای موتور القایی AC ساده و متصل به کنترل گر سرعت وجود دارد که به چنین موتوری سروو موتوربگویند  اما تغییراتی باید در موتور انجام شود تا بتوان آنرا سروو موتور نامید.

این تغییرات شامل موارد زیر است:

 توانایی کاربرد در محدوده ای از سرعت بدون فوق گرمایش، توانایی کاربرد در سرعت صفر و به همراه گشتاور مناسب برای نگهداری بار در محل، توانائی کاربرد در سرعت بسیار کم در مدت طولانی بدون فوق گرمایش. موتورهای قدیمی تر پنکه خنک کننده داشتند که مستقیما به محور متصل بود هنگامی که موتور با سرعت پائین کار می کرد. پنکه نمی توانست کار خنک کردن را انجام دهد. موتورهای جدیدتر  پنکه جداگانه دارند که نصب می شوند و امکان بهترین نتیجه خنک کردن رابو جود می اورد. منبع ولتاژ ثابتی این پنکه را تغذیه می کند بطوریکه حداکثر RPM در هر لحظه  به سرعت سروموتور بستگی ندارد. یکی از انواع مفید موتورها در سیستم خود کنترل موتور نوع مغناطیسی دایم (PM) است ولتاژ موتور آن می تواند AC یا DC باشد. این نوع موتور با سایر انواع قبلی مشابه است . شکل یک نمای عرضی از موتور PM و شکل دو نمودار عرضی از آن را نشان می دهد در هر دوی آنها می توانید محفظه ،  روتور، استاتور را ببینید که بسیار شبیه موتور های قبلی هستند تفاوت اصلی موتور فوق با آنها این است که کاهش ی در تعداد چرخ  دنده ها برای جابه جایی سریعتر بارهای  بیشتر از موقعیت ساکن ایجاد گردیده است. این نوع از موتورPM دارای کدگذار (انکودر) درون محفظه موتور نیز می باشد. این عمل تضمین می کند که وسیله با دقت موقعیت یا  سرعت محور موتور را نشان می دهد.

سرعـت پاسخ گویی سروو موتورها به سیگنال خطا بالا بوده و سریعا به بار شتاب می دهنـد و تفاوت اصلی سروو موتورها با موتورهای معمولی را می توان در خواندن فیدبک خروجی دانست . بدین معنی که سروو ها را سیستم کنترل حلقه بسته (loop Close  ) و الکترو موتورها سیستم کنترل حلقه باز(loop Open)  می توان نامید.

 یک سیستم کنترلی فیدبک دار ، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع ، با مقایسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.

 سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه می کند . مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از:

-۱ پاسخ سریع

-۲ دقت بالا

-۳ کنترل بدون مراقبت

 -۴ کارکرد از راه دور .

سروو موتورها قابلیت چرخش  از زاویه صفر تا ۳۶۰ درجه را دارند. برای چرخش سروو باید یک پالس بر روی پایه وسط اعمال کرد که این پالس باید دارای فرکانس خاصی ( معمولا ۵۰ تا ۱۰۰ هرتز ) و عرض پالس مثبت آن باید بین یک تا ۲ میلی ثانیه باشد . زمانی که عرض این پالس یک میلی ثانیه است موتور کاملا به سمت چپ می رود و هنگامیکه ۲ میلی ثانیه است موتور کاملا به سمت راست می چرخد و در حالتیکه ۱٫۵ میلی ثانیه است موتور در حالت وسط قفل می شود.

مزایای سروو  موتورها در صنعت و دلیل استفاده روزافزون آنها در اتوماسیون صنعتی شامل موارد زیر است :

 -۱ روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای  از نظر ساختاری ،  محکمتر هستند.

-۲   سروموتورهای دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

 ۳ هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

-۴ 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 .

یک سروموتور   اصولا یک موتور دوفاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن.

توان مکانیکی خروجی یک سروموتور  از ۲ وات تا چند صد وات تغییر می کند . مــوتورهای بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاورسرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربردهای سروو بسیار مشکل ساز خواهند شد . سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سروو و شماری ازکاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.

سروو موتورها می توانند در سه مد کاری موقعیت،سرعت،گشتاور مورد استفاده قرار گرفته شوند. در مد گشتاور سروو مقدار نیوتن بر متر ، در مد موقعیت مقدار پوزیشن و در مد سرعت مقدار ار پی ام خروجی موتور را اندازه و کنترل می کند.

ناگفته نماند سرووها می توانند همزمان هر سه مد کاری را نیز کنترل کنند.

امروزه به سرووها در صنعت و اتوماسیون صنعتی باالخص در ماشین آلات چند محوره من جمله سی ان سی ها به دلیل دقت بالا و قابل کنترل بودن نگاه ویژه ای می شود.