Wat is een servomechanisme?

Wat is een servomechanisme?

Definitie van servomechanisme

Een servomechanisme is een geautomatiseerd besturingssysteem dat ontworpen is om de systeemuitvoer op een gewenst niveau te handhaven met behulp van feedbacklus.

Componenten

Het systeem omvat een gereguleerd apparaat, een uitvoersensor en een feedbacksysteem om de prestaties van het apparaat te monitoren en aan te passen.

Basisprincipes van servo motoren

Een servomotor bestaat uit een kleine gelijkstroommotor die uitgerust is met een versnellingssysteem en een potentiometer voor nauwkeurige regeling.

Werkingsprincipe van de servomotor

Een servomotor is in wezen een gelijkstroommotor (in sommige speciale gevallen een wisselstroommotor) samen met enkele andere componenten die bedoeld zijn voor specifieke doeleinden, waardoor de gelijkstroommotor een servomotor wordt. In een servoeenheid vind je een kleine gelijkstroommotor, een potentiometer, een versnellingsregeling en slimme schakeling. De slimme schakeling in combinatie met de potentiometer zorgt ervoor dat de servomotor roteert volgens onze wensen. Zoals bekend, zal een kleine gelijkstroommotor met hoge snelheid draaien, maar de door de rotatie gegenereerde koppelkracht zal niet voldoende zijn om zelfs een lichte last te verplaatsen.

Hier komt het tandwielmechanisme binnen in een servomechanisme in beeld. Het tandwielmechanisme neemt de hoge invoersnelheid van de motor (snel) en bij de uitvoer krijgen we een uitvoersnelheid die langzamer is dan de oorspronkelijke invoersnelheid, maar meer praktisch en breder toepasbaar.

Aanvankelijk is de as van de servomotor zo gepositioneerd dat de knop van de potentiometer geen signaal genereert. Dit signaal van de potentiometer en een extern signaal worden gevoed naar een foutdetectieversterker. De versterker verhoogt vervolgens het verschil tussen deze signalen om de motor te regelen.

Dit versterkte foutsignaal fungeert als de ingangskracht van de gelijkstroommotor en de motor begint in de gewenste richting te draaien. Terwijl de motoras vordert, roteert ook de knop van de potentiometer, omdat deze gekoppeld is aan de motoras met behulp van het tandwielmechanisme.

Terwijl de knop van de potentiometer draait, genereert deze een signaal dat toeneemt met de rotatie. Zodra de gewenste positie bereikt is, komt dit signaal overeen met het externe signaal dat aan de versterker is toegevoerd, waardoor de motor stopt.

In deze situatie zal er geen uitgangssignaal van de versterker naar de motor zijn, omdat er geen verschil is tussen het externe aangebrachte signaal en het signaal dat door de potentiometer wordt gegenereerd. Aangezien het ingangssignaal naar de motor nul is in die positie, stopt de motor met draaien. Zo werkt een eenvoudig conceptueel servomotor.

 Toepassing

Deze nauwkeurige regeling maakt servomotoren ideaal voor toepassingen waarbij nauwkeurige positionering cruciaal is.