सर्वो मोटर: परिभाषा र कामकाजको सिद्धान्त र अनुप्रयोग

सर्वो मोटर: परिभाषा, कामकाजी सिद्धान्त र अनुप्रयोग

महत्त्वपूर्ण शिक्षणहरू:

सर्वो मोटरको परिभाषा: सर्वो मोटरलाई प्रतिक्रिया लूप प्रणालीको प्रयोग गरी आवर्ती वा रेखीय स्थिति, गति र टोक्सिले निर्दिष्ट नियंत्रण उपलब्ध गराउने विद्युत मोटरको रूपमा परिभाषित गरिन्छ।

नियंत्रण प्रणालीहरू: सर्वो मोटरले PID र फजी तर्क जस्ता उन्नत नियंत्रण प्रणालीहरूको प्रयोग गरी इनपुट र प्रतिक्रिया सिग्नलहरूको आधारमा चलनलाई समायोजन गर्छ यससँग सर्वोत्तम प्रदर्शन उपलब्ध हुन्छ।

मोटरको प्रकारहरू: विभिन्न प्रकारका AC र DC सर्वो मोटरहरू र यसका उपप्रकारहरू जस्ता सिन्क्रोनस, एसिन्क्रोनस, ब्रश्ड र ब्रशलेस यसको विशिष्ट अनुप्रयोगका लागि उपयुक्त छन्।

प्रतिक्रिया मेकनिझ्म: पोटेन्टिओमिटर र एन्कोडर जस्ता सेन्सरहरूको प्रभावी प्रयोगले मोटरको स्थिति, गति वा टोक्सलाई निर्दिष्ट रूपमा निरीक्षण र समायोजन गर्न मद्दत गर्छ।

अनुप्रयोग दृष्टिकोण: सर्वो मोटरहरू रोबोटिक्स, CNC मशीनरी र स्वचालित निर्माण जस्ता उच्च-प्रतिष्ठित क्षेत्रहरूमा जटिल गति र कार्यहरू संभाल्ने उनीहरूको क्षमताको कारण आवश्यक छन्।

सर्वो मोटरलाई आवर्ती वा रेखीय स्थिति, गति र टोक्समा निर्दिष्ट नियंत्रण उपलब्ध गराउने विद्युत मोटरको रूपमा परिभाषित गरिन्छ। यसमा एउटा उपयुक्त मोटर, स्थिति प्रतिक्रियाको लागि एउटा सेन्सर र एउटा नियामक छन् जसले इच्छित सेटपॉइन्टको आधारमा मोटरको चलन नियमित गर्छ।

सर्वो मोटरहरू रोबोटिक्स, CNC मशीनरी र स्वचालित निर्माण जस्ता उद्योगहरूमा उनीहरूको प्रतिष्ठा, शीघ्र प्रतिक्रिया र निर्विघ्न गतिको कारण आवश्यक छन्।

यस लेखमा, हामी सर्वो मोटरको मूल सिद्धान्त, यसको कामकाज, यसको नियन्त्रण र यसको केही सामान्य अनुप्रयोगहरू विश्लेषण गर्नेछौं।

सर्वो मोटर के हो?

सर्वो मोटरको परिचय: सर्वो मोटर एउटा विद्युत मोटर हो जसले नियामक इनपुटको आधारमा आफ्नो स्थिति, गति वा टोक्सलाई समायोजन गर्छ।

सर्वो शब्द लातिन शब्द servusबाट आएको हो, जसको अर्थ सेवक वा दास हुन्छ। यो सर्वो मोटरको ऐतिहासिक प्रयोगलाई प्रतिबिम्बित गर्छ, जहाँ यी मोटरहरू मुख्य ड्राइव सिस्टेमको सहायक रूपमा प्रयोग गरिएका थिए।

तर, आधुनिक सर्वो मोटरहरू विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा मुख्य ड्राइवको रूपमा उच्च प्रदर्शन र प्रतिष्ठा उपलब्ध गर्न सक्छन्।

सर्वो मोटर तीन मुख्य घटकहरू समावेश गर्छ:

एउटा मोटर: यो शक्ति स्रोत र अनुप्रयोग आवश्यकताको आधारमा एउटा DC मोटर वा AC मोटर हुन सक्छ। मोटरले आउटपुट शाफ्टलाई घुमाउन वा चलाउन योग्य यान्त्रिक शक्ति प्रदान गर्छ।

एउटा सेन्सर: यो एउटा पोटेन्टिओमिटर, एन्कोडर, रेजोल्वर वा अन्य उपकरण हुन सक्छ जसले आउटपुट शाफ्टको स्थिति, गति वा टोक्स माप्ने र नियामकलाई प्रतिक्रिया सिग्नल पठाउने गर्छ।

एउटा नियामक: यो एउटा एनालाग वा डिजिटल सर्किट हुन सक्छ जसले सेन्सरबाट प्राप्त प्रतिक्रिया सिग्नललाई बाहिरी स्रोत (जस्तै कम्प्युटर वा जॉयस्टिक)बाट इच्छित सेटपॉइन्ट सिग्नलसँग तुलना गर्छ र मोटरको वोल्टेज वा धारा अनुसार समायोजन गर्ने नियन्त्रण सिग्नल उत्पन्न गर्छ।

नियामकले बन्द लूप प्रतिक्रिया प्रणालीको प्रयोग गरी मोटरको चलनलाई इच्छित सेटपॉइन्टसँग निकट रूपमा समायोजन गर्छ, यसले ठूलो योग्यता बनाएको रहन्छ।

नियामकले अनुपात-समाकल-डेरिभेटिभ (PID) नियन्त्रण, फजी तर्क नियन्त्रण, अनुकूलनीय नियन्त्रण आदि जस्ता विभिन्न नियन्त्रण एल्गोरिदमहरू प्रयोग गरी सर्वो मोटरको प्रदर्शन उन्नत गर्न सक्छ।

सर्वो मोटर कसरी काम गर्छ?

सर्वो मोटरको मूल कामकाजी सिद्धान्त नियामकले दुई प्रकारका इनपुट सिग्नलहरू प्राप्त गर्ने आधारमा आधारित छ:

एउटा सेटपॉइन्ट सिग्नल: यो एउटा एनालाग वा डिजिटल सिग्नल हो जसले आउटपुट शाफ्टको इच्छित स्थिति, गति वा टोक्सलाई प्रतिनिधित्व गर्छ।

एउटा प्रतिक्रिया सिग्नल: यो एउटा एनालाग वा डिजिटल सिग्नल हो जसले सेन्सरले मापिएको आउटपुट शाफ्टको वास्तविक स्थिति, गति वा टोक्सलाई प्रतिनिधित्व गर्छ।

नियामकले यी दुई सिग्नलहरूलाई तुलना गर्छ र यी दुई बीचको अन्तर निरूपण गर्ने एरर सिग्नल गणना गर्छ।

एरर सिग्नलले फेरि एउटा नियन्त्रण एल्गोरिदम (जस्तै PID) द्वारा प्रक्रिया गरिन्छ जसले यसलाई निर्धारित गर्छ कि मोटरमा कति वोल्टेज वा धारा लगाउनुपर्छ।

नियन्त्रण सिग्नलले एउटा शक्ति विस्तारक (जस्तै H-bridge) लाई जान्छ जसले यसलाई मोटरलाई चलाउन योग्य वोल्टेज वा धारा स्तरमा रूपान्तरण गर्छ।

मोटरले नियन्त्रण सिग्नलको आधारमा घुमाउन वा चलाउन यसको स्थिति, गति वा टोक्सलाई परिवर्तन गर्छ र नियामकलाई नयाँ प्रतिक्रिया सिग्नल पठाउँछ।

यस प्रक्रिया दोहोरिन्छ जबसम्म एरर सिग्नल शून्य वा नगण्य हुन्छ, यसले देखाउँछ कि आउटपुट शाफ्टले इच्छित सेटपॉइन्ट पुगेको छ।

सर्वो मोटरको प्रकारहरू

सर्वो मोटरहरू उनीहरूको शक्ति स्रोत, निर्माण, प्रतिक्रिया मेकनिझ्म र अनुप्रयोगको आधारमा विभिन्न प्रकारमा वर्गीकृत गरिन सकिन्छ।

AC सर्वो मोटरहरू

AC सर्वो मोटरहरू एक्सिल्टरिंग करन्ट (AC)मा काम गर्ने विद्युत मोटरहरू हुन्। यीहरूको एक स्टेटर छ जसले घुमिलो चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ र एउटा रोटर छ जसले यस क्षेत्रको अनुसरण गर्छ।

AC सर्वो मोटरहरू, एक्सिल्टरिंग करन्टद्वारा सञ्चालित, एक स्टेटर छ जसले घुमिलो चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ, र एउटा रोटर छ जसले यस क्षेत्रसँग समन्वित रहन्छ यसले उच्च दक्षता र दक्षताको लागि काम गर्छ।

AC सर्वो मोटरहरूलाई दुई प्रकारमा विभाजित गरिन सकिन्छ: सिन्क्रोनस र एसिन्क्रोनस।

सिन्क्रोनस AC सर्वो मोटरहरूमा एउटा नित्यकालीन चुम्बकीय रोटर छ जसले स्टेटर क्षेत्रको गतिको उसी गतिमा घुम्छ। यीहरू एसिन्क्रोनस मोटरहरूभन्दा अधिक दक्ष, निर्दिष्ट र प्रतिक्रियाशील छन्, तर यीहरूलाई अधिक जटिल नियामक र स्थिति सेन्सर आवश्यक छ।

एसिन्क्रोनस AC सर्वो मोटरहरूमा एउटा वाउन्ड रोटर छ जसले धारा र चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ जसले स्टेटर क्षेत्रको आगे रहन्छ। यीहरू सिन्क्रोनस मोटरहरूभन्दा साधारण, सस्तो र दृढ छन्, तर यीहरूको दक्षता, निर्दिष्टता र गति निम्न छ।

AC सर्वो मोटरहरू उच्च शक्ति, गति, टोक्स र विश्वसनीयता आवश्यक अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छन्। यीहरू औद्योगिक मशीनहरू, रोबोटिक्स, CNC मशीनहरू आदिमा सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ।

DC सर्वो मोटरहरू

DC सर्वो मोटरहरू डाइरेक्ट करन्ट (DC)मा काम गर्ने विद्युत मोटरहरू हुन्। यीहरूको एक नित्यकालीन चुम्बकीय स्टेटर छ जसले निश्चित चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ र एउटा वाउन्ड रोटर छ जसले धारा लगाइएको गरी घुम्छ।

DC सर्वो मोटरहरूलाई दुई प्रकारमा विभाजित गरिन सकिन्छ: ब्रश्ड र ब्रशलेस।

ब्रश्ड DC सर्वो मोटरहरूमा एउटा कम्युटेटर र ब्रशहरू छन् जसले रोटर वाउन्डिङमा धाराको दिशा बदल्ने गर्छ। यीहरू साधारण, सस्तो र नियन्त्रण गर्न सजिलो छन्, तर ब्रशको घर्षण र खराबीको कारण यीहरूको दक्षता, जीवनकाल र गति निम्न छ।

ब्रशलेस DC सर्वो मोटरहरूमा एउटा इलेक्ट्रोनिक नियामक छ जसले स्टेटर वाउन्डिङमा धाराको दिशा बदल्ने गर्छ। यीहरू ब्रश्ड मोटरहरूभन्दा अधिक दक्ष, दृढ र तेज छन्, तर यीहरूलाई अधिक जटिल नियामक र स्थिति सेन्सर आवश्यक छ।

DC सर्वो मोटरहरू उच्च प्रतिष्ठा, प्रतिक्रियाशीलता र निर्विघ्न गति आवश्यक निम्न शक्ति अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छन्। यीहरू सामान्यतया होबी प्रोजेक्टहरू, खेल गाडीहरू, CD/DVD प्लेयरहरू आदिमा प्रयोग गरिन्छ।

रेखीय सर्वो मोटरहरू