سروو موتور چیست؟

طرز کار سروو موتور

موتور الکتریکی همانطور که گفته شد امکان حرکت خطی و  دورانی را فراهم می‌کند و دارای لختی (اینرسی) پایینی است. در نتیجه امکان تغییر سرعت در آنها سریع می‌باشد. این سیستم الکترومکانیکی به وسیله کنترل فیدبک و بر اساس جریان و ولتاژ ورودی؛ می تواند موقعیت دستگاه، قدرت،سرعت و گشتاور آن را تغییر دهد.

تولید گشتاور و سرعت های مختلف در سروو موتورها بر اساس جریان و ولتاژ اعمال شده به آن ها انجام می شود. سروو موتور در واقع به عنوان بخش اصلی و محوری یک سیستم کنترلی حلقه بسته، گشتاور و سرعت تعیین شده توسط سروو کنترلر را ایجاد می کند. این گشتاور و سرعت در اثر حلقه فیدبک و اصلاح بر اساس بازخوردها ایجاد می شود.

اساس عملکرد یک سرو موتور، به سیگنال‌های دریافتی، که از طریق سیم کنترلی تعبیه شده در آن، به سرو موتور اعمال می‌گردد، بستگی دارد. هر سروو موتور، دارای یک شفت (محور) خروجی می‌باشد و این محور قادر است به واسطه دریافت مجموعه‌ایی از سیگنال‌های رمزی، طی یک حرکت زاویه‌ایی، در موقعیت زاویه‌ایی متناسب با سیگنال ورودی قرار بگیرد.

مزایا سروو موتور

• گشتاور بسیار بالا نسبت به سرعت
• دقت بسیار بالا در کنترلرهای حلقه بسته
• راندمان بالا تا بیش از 90%
• توان خروجی بسیار بالا نسبت به وزن موتور

معایب سروو موتور

• سرو موتور‌ها سیستم هشداری جهت پیش بینی ندارند و نیازمند استفاده از مدار کنترل (مدار ایمنی) هستند.
• در صورت استفاده بیش از حد توان دچار آسیب‌های جبران ناپذیر می‌شوند.
• در سرعت‌های بالا برای انتقال قدرت نیازمند استفاده از گیربکس خورشیدی هستند.
• هزینه نصب و متعلقات بطور کلی در سروو موتورها بیشتر از سایر موتورهای پله‌ای است.

انواع سرو موتورها

سروو موتورها انواع گوناگونی دارند که پرکاربردترین آنها سروو موتورهای AC و سروو موتورهای DC هستند در ادامه به بررسی دقیق تر هر یک از آنها خواهیم پرداخت:

• سروو موتور AC

سرو موتور AC همانگونه که از نام شان پیداست با جریان برق متناوب یا همان AC کار می‌کنند. امروزه در توان‌های کم از سرو موتورهای AC استفاده می‌شود. این مدل مقاوم‌تر بوده و اینرسی (لختی) آنها نیز کم است. سرو موتورهای AC غیر خطی هستند و مشخصه‌های گشتاور-سرعت آنها به خوبی و ایده الی مدل DC نمی‌باشد.

سروو موتور AC مزایایی نسبت به سروو موتور DC دارد. از جمله:

• راندمان بالا
• تعمیر و نگهداری آسان‌تر
• اندازه کوچک‌تر
• قیمت مناسب
• و …

گفتنی است که گشتاور سرو موتور AC از گشتاور DC با توان مشابه کمتر است. اکثرا موتور الکتریکی‌های AC، در سیستم‌های کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این موتورها استاتور حاوی دو سیم پیچی است که در طول محیط استاتور درون شیارها توزیع و گسترده شده‌اند. سیم پیچ اول، که به سیم پیچ مرجع یا سیم پیچ فاز ثابت معروف است و منبع ولتاژ ثابت متصل می‌باشد. سیم پیچی دوم، که به سیم پیچ کنترل فاز موسوم می‌باشد به منبع ولتاژ متغییر Va متصل می‌شود.

• سروو موتور DC

طرز کار اصلی موتور DC همانند سایر موتورهای الکترومغناطیسی است یعنی مانند آنها با جریان برق مستقیم (DC) کار می‌کنند. اما در طراحی، ساخت و نحوه کار با یکدیگر متفاوت هستند. اصول اصلی عملکرد این سرو موتور شبیه موتورهای DC معمولی است. سرو موتورهای DC عمدتا توسط ولتاژ آرمیچر کنترل می‌شوند.

آرمیچر در این موتورها دارای مقاومت زیاد است لذا مشخصه‌های گشتاور_سرعت این موتورها خطی بوده و شیب منفی نسبتا زیادی دارند. باید دانست در ماشین‌های DC نیرو محرکه مغناطیسی (MMF) آرمیچر و mmf مدار تحریک متعامدند، لذا تغییرات پله‌ای در ولتاژ آرمیچر (جریان) باعث می‌گردد در موقعیت یا سرعت رتور، تغییر سریع حاصل شود.

روتورهای این نوع موتور، با طول زیاد و قطرهای کوچک طراحی شده‌اند. اندازه آنها نسبت به موتورهای معمولی دارای قدرت مشابه بزرگتر است. انواع مختلفی از موتورهای دی سی سروو وجود دارد که عبارتند از:

• موتورهای سری: موتورهای سری، گشتاور ابتدایی بالایی دارند و جریان بزرگی را ترسیم می‌کنند. تنظیم سرعت این نوع موتور ضعیف است. در این نوع موتورها، می‌توان از طریق جا به جا کردن قطب‌های سیم پیچ و ولتاژ میدان، عملکرد سرو را معکوس نمود که البته این کار، باعث کاهش بازدهی موتور می‌شود.
• موتور سری اسپلیت:  آنها موتورهایی با میزان تقسیم میدان با مقداری کیلووات کسری هستند. موتور سری اسپلیت دارای منحنی سرعت گشتاور معمولی است. این منحنی نشان دهنده گشتاور غرفه بلند و کاهش سریع گشتاور با سرعت بالا است.
• موتور کنترل شنت: این نوع از سروو موتور DC دو سیم پیچ جداگانه دارد. سیم پیچ field بر روی استاتور و سیم پیچ armature بر روی روتور دستگاه. هر دو سیم پیچ به یک منبع تغذیه dc وصل می‌شوند.
• موتور شنت آهنربای دائمی: این یک موتور تحریک ثابت است که در آن زمینه توسط یک آهنربای دائمی تأمین می‌شود. علاوه بر این، عملکردی مشابه موتور ثابت کنترل شده آرماتور دارد.
• موتور سری چاکدار: در این سرو موتورها، در شرایطی که بتوان آرمیچر را از طریق یک منبع جریان ثابت تغذیه نمود، می‌توان یک میدان قابل کنترل ایجاد نمود و از موتور، به عنوان یک موتور با تحریک مستقل و بدون نیاز به منبع خارجی بهره گرفت.