सर्वो मोटर: परिभाषा संचालन सिद्धांत और अनुप्रयोग

सर्वो मोटर: परिभाषा, कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग

महत्वपूर्ण बिंदु:

सर्वो मोटर की परिभाषा: सर्वो मोटर को एक विद्युत मोटर के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक प्रतिक्रिया लूप प्रणाली का उपयोग करके आंगिक या रेखीय स्थिति, गति और टोक की सटीक नियंत्रण प्रदान करता है।

नियंत्रण प्रणाली: सर्वो मोटर पीडीआई और फजी लॉजिक जैसी उन्नत नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करता है ताकि इनपुट और प्रतिक्रिया सिग्नल के अनुसार गति को समायोजित किया जा सके और इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके।

मोटर के प्रकार: विभिन्न प्रकारों में एसी और डीसी सर्वो मोटर शामिल हैं, जिनके उपप्रकार जैसे सिंक्रोनस, एसिंक्रोनस, ब्रश्ड और ब्रशलेस होते हैं, जो विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए तैयार किए गए हैं।

प्रतिक्रिया तंत्र: पोटेंशियोमीटर और एनकोडर जैसे सेंसरों का प्रभावी उपयोग मोटर की स्थिति, गति या टोक की सटीक निगरानी और समायोजन में मदद करता है।

अनुप्रयोगों की जानकारी: सर्वो मोटर रोबोटिक्स, सीएनसी मशीनरी और स्वचालित निर्माण जैसे उच्च-परिशुद्धता वाले क्षेत्रों में महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे जटिल गतियों और कार्यों को संभालने में सक्षम होते हैं।

सर्वो मोटर को एक विद्युत मोटर के रूप में परिभाषित किया जाता है जो आंगिक या रेखीय स्थिति, गति और टोक को सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देता है। यह एक उपयुक्त मोटर, स्थिति प्रतिक्रिया के लिए एक सेंसर और एक नियंत्रक से गठित होता है, जो मोटर की गति को एक वांछित सेटपॉइंट के अनुसार नियंत्रित करता है।

सर्वो मोटर रोबोटिक्स, सीएनसी मशीनरी और स्वचालित निर्माण जैसे उद्योगों में महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि उनकी परिशुद्धता, तीव्र प्रतिक्रिया और फ्लुइड गति की वजह से।

इस लेख में, हम सर्वो मोटरों के बुनियादी सिद्धांत, उनका कार्य, उनका नियंत्रण और उनके कुछ सामान्य अनुप्रयोगों की व्याख्या करेंगे।

सर्वो मोटर क्या है?

सर्वो मोटर का परिचय: सर्वो मोटर एक विद्युत मोटर है जो नियंत्रक इनपुटों के अनुसार अपनी स्थिति, गति या टोक को समायोजित करता है।

सर्वो शब्द लैटिन शब्द सर्वस से आता है, जिसका अर्थ है गुलाम या दास। यह ऐतिहासिक रूप से सर्वो मोटरों के उपयोग को दर्शाता है, जो मुख्य ड्राइव सिस्टम की सहायता के लिए सहायक ड्राइव के रूप में काम करते थे।

हालांकि, आधुनिक सर्वो मोटर विभिन्न अनुप्रयोगों में मुख्य ड्राइव के रूप में उच्च प्रदर्शन और परिशुद्धता प्रदान करने में सक्षम हैं।

सर्वो मोटर में तीन मुख्य घटक होते हैं:

एक मोटर: यह शक्ति स्रोत और अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के आधार पर एक डीसी मोटर या एसी मोटर हो सकता है। मोटर आउटपुट शाफ्ट को घूमने या चलाने के लिए यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है।

एक सेंसर: यह एक पोटेंशियोमीटर, एनकोडर, रेझोल्वर या अन्य कोई उपकरण हो सकता है जो आउटपुट शाफ्ट की स्थिति, गति या टोक को मापता है और प्रतिक्रिया सिग्नल नियंत्रक को भेजता है।

एक नियंत्रक: यह एक एनालॉग या डिजिटल सर्किट हो सकता है जो सेंसर से आने वाले प्रतिक्रिया सिग्नल को बाहरी स्रोत (जैसे कंप्यूटर या जॉयस्टिक) से वांछित सेटपॉइंट सिग्नल के साथ तुलना करता है और मोटर के वोल्टेज या विद्युत धारा को उपयुक्त रूप से समायोजित करने के लिए नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न करता है।

नियंत्रक एक बंद प्रतिक्रिया सिस्टम का उपयोग करता है, मोटर की गति को वांछित सेटपॉइंट के निकट रखने के लिए समायोजित करता है, ताकि नियमित परिशुद्धता बनाई जा सके।

नियंत्रक विभिन्न नियंत्रण एल्गोरिथम, जैसे प्रोपोर्शनल-इंटीग्रल-डेरिवेटिव (PID) नियंत्रण, फजी लॉजिक नियंत्रण, एडाप्टिव नियंत्रण, आदि को लागू कर सकता है, ताकि सर्वो मोटर का प्रदर्शन अनुकूलित किया जा सके।

सर्वो मोटर कैसे काम करता है?

सर्वो मोटर का मूल कार्य सिद्धांत नियंत्रक के दो प्रकार के इनपुट सिग्नलों को प्राप्त करने पर आधारित है:

एक सेटपॉइंट सिग्नल: यह एक एनालॉग या डिजिटल सिग्नल होता है जो आउटपुट शाफ्ट की वांछित स्थिति, गति या टोक को दर्शाता है।

एक प्रतिक्रिया सिग्नल: यह एक एनालॉग या डिजिटल सिग्नल होता है जो सेंसर द्वारा मापी गई आउटपुट शाफ्ट की वास्तविक स्थिति, गति या टोक को दर्शाता है।

नियंत्रक इन दो सिग्नलों की तुलना करता है और एक त्रुटि सिग्नल गणना करता है जो उन दोनों के बीच का अंतर दर्शाता है।

त्रुटि सिग्नल फिर एक नियंत्रण एल्गोरिथम (जैसे PID) द्वारा प्रक्रिया किया जाता है जो एक नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न करता है जो निर्धारित करता है कि मोटर को कितना वोल्टेज या विद्युत धारा लगाई जानी चाहिए।

नियंत्रण सिग्नल एक पावर एम्प्लिफायर (जैसे एच-ब्रिज) को भेजा जाता है जो इसे उपयुक्त वोल्टेज या विद्युत धारा स्तर में परिवर्तित करता है जिससे मोटर चलाया जा सके।

फिर मोटर नियंत्रण सिग्नल के अनुसार घूमता या चलता है, अपनी स्थिति, गति या टोक को बदलता है, और नियंत्रक को एक नया प्रतिक्रिया सिग्नल भेजता है।

यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक त्रुटि सिग्नल शून्य या नगण्य नहीं हो जाता, जो इंगित करता है कि आउटपुट शाफ्ट वांछित सेटपॉइंट पर पहुंच गया है।

सर्वो मोटर के प्रकार

सर्वो मोटर को उनके ऊर्जा स्रोत, निर्माण, प्रतिक्रिया तंत्र और अनुप्रयोग के आधार पर विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

एसी सर्वो मोटर

एसी सर्वो मोटर विद्युत मोटर हैं जो एक्सीलरेटिंग करंट (एसी) पर कार्य करते हैं। उनमें एक स्टेटर होता है जो एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और एक रोटर होता है जो इस क्षेत्र का पालन करता है।

एसी सर्वो मोटर, एक्सीलरेटिंग करंट से संचालित, एक स्टेटर होता है जो एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, और एक रोटर होता है जो इस क्षेत्र के साथ संगत होता है ताकि कार्यक्षम संचालन हो सके।

एसी सर्वो मोटर दो प्रकार के हो सकते हैं: सिंक्रोनस और एसिंक्रोनस।

सिंक्रोनस एसी सर्वो मोटरों में एक स्थायी चुंबक रोटर होता है जो स्टेटर क्षेत्र की गति के साथ घूमता है। वे एसिंक्रोनस मोटरों की तुलना में अधिक कार्यक्षम, परिशुद्ध और प्रतिक्रियाशील होते हैं, लेकिन उन्हें एक जटिल नियंत्रक और स्थिति सेंसर की आवश्यकता होती है।

एसिंक्रोनस एसी सर्वो मोटरों में एक लपेटा हुआ रोटर होता है जो एक विद्युत धारा और चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो स्टेटर क्षेत्र के पीछे लगता है। वे सिंक्रोनस मोटरों की तुलना में सरल, सस्ते और ठोस होते हैं, लेकिन उनकी कार्यक्षमता, परिशुद्धता और गति कम होती है।

एसी सर्वो मोटर उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं जिनमें उच्च गति, टोक और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। उन्हें औद्योगिक मशीनों, रोबोटिक्स, सीएनसी मशीनों, आदि में आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

डीसी सर्वो मोटर

डीसी सर्वो मोटर विद्युत मोटर हैं जो डायरेक्ट करंट (डीसी) पर कार्य करते हैं। उनमें एक स्थायी चुंबक स्टेटर होता है जो एक निश्चित चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और एक लपेटा हुआ रोटर होता है जो जब विद्युत धारा लगाई जाती है तो घूमता है।

डीसी सर्वो मोटर दो प्रकार के हो सकते हैं: ब्रश्ड और ब्रशलेस।

ब्रश्ड डीसी सर्वो मोटरों में एक कम्यूटेटर और ब्रश होते हैं जो रोटर लपेटों में विद्युत धारा की दिशा को स्विच करते हैं। वे सरल, सस्ते और नियंत्रण करने में आसान होते हैं, लेकिन ब्रश के घर्षण और ध्वस्त होने के कारण उनकी कार्यक्षमता, लंबाई और गति कम होती है।

ब्रशलेस डीसी सर्वो मोटरों में एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक होता है जो स्टेटर लपेटों में विद्युत धारा की दिशा को स्विच करता है। वे ब्रश्ड मोटरों की तुलना में अधिक कार्यक्षम, दीर्घायु और तेज होते हैं, लेकिन उन्हें एक जटिल नियंत्रक और स्थिति सेंसर की आवश्यकता होती है।