¿Qué es servo, dirección servo?

Un servoaccionamiento es un accionamiento cuyo control preciso se lleva a cabo a través de una retroalimentación negativa y, por lo tanto, le permite alcanzar los parámetros necesarios del movimiento del cuerpo de trabajo.

Los mecanismos de este tipo tienen un sensor que monitorea un parámetro específico, por ejemplo, la velocidad, la posición o la fuerza, así como una unidad de control (varillas mecánicas o un circuito electrónico) cuya tarea es mantener automáticamente el parámetro requerido durante la operación del dispositivo. , dependiendo de la señal del sensor en cada momento.

El valor inicial del parámetro de funcionamiento se establece mediante un control, por ejemplo perilla de potenciómetro o utilizando otro sistema externo donde se ingresa un valor numérico. Por lo tanto, el servoaccionamiento realiza automáticamente la tarea asignada; basándose en la señal del sensor, ajusta con precisión el parámetro establecido y lo mantiene estable en el accionamiento.

Muchos amplificadores y reguladores con retroalimentación negativa pueden llamarse servos.Por ejemplo, los servoaccionamientos incluyen el frenado y la dirección en automóviles, donde un amplificador manual necesariamente tiene retroalimentación de posición negativa.

Componentes principales del servo:

• Unidad de manejo;

• Sensor;

• Unidad de control;

• Convertidor.

Por ejemplo, se puede utilizar como accionamiento un cilindro neumático con una varilla o un motor eléctrico con una caja de cambios. El sensor de retroalimentación puede ser codificador (sensor de ángulo) o por ejemplo sensor de pasillo… Unidad de control: inversor individual, convertidor de frecuencia, servoamplificador (inglés Servodrive). El dispositivo de control puede incluir inmediatamente un sensor de señal de control (transductor, entrada, sensor de choque).

En su forma más simple, la unidad de control para un servoaccionamiento eléctrico se basa en un circuito para comparar los valores de las señales establecidas y la señal proveniente del sensor de retroalimentación, como resultado de lo cual se suministra un voltaje de la polaridad adecuada. al motor eléctrico.

Si se requiere una aceleración suave o una desaceleración suave para evitar sobrecargas dinámicas del motor eléctrico, se aplican esquemas de control más complejos basados ​​en microprocesadores, que pueden posicionar el cuerpo de trabajo con mayor precisión. Así, por ejemplo, se dispone el dispositivo para posicionar las cabezas en discos duros.

El control preciso de grupos o servoaccionamientos individuales se logra mediante el uso de controladores CNC, que, por cierto, se pueden construir en controladores lógicos programables. Los servoaccionamientos basados ​​en dichos controladores alcanzan 15 kW de potencia y pueden desarrollar un par de hasta 50 Nm.

Los servoaccionamientos rotativos son síncronos, con la posibilidad de un ajuste extremadamente preciso de la velocidad de rotación, el ángulo de rotación y la aceleración, y asíncronos, donde la velocidad se mantiene con mucha precisión incluso a velocidades extremadamente bajas.

Los servomotores síncronos son capaces de acelerar muy rápidamente a la velocidad nominal. Los servos lineales circulares y planos también son comunes, lo que permite aceleraciones de hasta 70 m/s².

En general, los servodispositivos se subdividen en electrohidromecánicos y electromecánicos. En los primeros el movimiento lo genera el sistema pistón-cilindro y la respuesta es muy alta, en los segundos simplemente se utiliza un motor eléctrico con caja de cambios, pero el rendimiento es un orden de magnitud menor.

El ámbito de aplicación de los servoaccionamientos en la actualidad es muy amplio, debido a la posibilidad de un posicionamiento extremadamente preciso del cuerpo de trabajo.

Hay cerraduras mecánicas, válvulas y cuerpos de trabajo de varias herramientas y máquinas herramienta, especialmente con CNC, incluidas máquinas automáticas para la producción en fábrica de placas de circuito impreso y varios robots industriales y muchas otras herramientas de precisión. Los servomotores de alta velocidad son muy populares entre los modelos de aviones. En particular, los servomotores destacan por su característica uniformidad de movimiento y eficiencia en términos de consumo de energía.

Los motores de conmutador tripolar se utilizaron originalmente como accionamientos para servomotores, donde el rotor contenía devanados y el estator contenía imanes permanentes. También tenía un cepillo colector. Más tarde, el número de bobinas aumentó a cinco, el par se hizo mayor y la aceleración más rápida.

La siguiente etapa de mejora: los devanados se colocaron fuera de los imanes, por lo que se redujo el peso del rotor y se redujo el tiempo de aceleración, pero el costo aumentó. Como resultado, se dio un paso de mejora clave: abandonaron el múltiple (en particular, los motores de rotor de imanes permanentes se generalizaron) y el motor resultó ser sin escobillas, aún más eficiente, ya que la aceleración, la velocidad y el par ahora eran aún más altos.

Los servomotores se han vuelto muy populares en los últimos años. Controlado por Arduino, lo que abre amplias posibilidades tanto para la aviación amateur y la robótica (cuadricópteros, etc.), como para la creación de máquinas de precisión para corte de metales.

En su mayor parte, los servomotores convencionales utilizan tres cables para funcionar. Uno de ellos es para poder, el segundo es señal, el tercero es común. Se suministra una señal de control al cable de señal, según la cual es necesario ajustar la posición del eje de salida. La posición del eje está determinada por el circuito del potenciómetro.

El controlador, a través de la resistencia y el valor de la señal de control, determina en qué dirección es necesario girar para que el eje alcance la posición deseada. Cuanto mayor sea el voltaje extraído del potenciómetro, mayor será el par.

Gracias a su alta eficiencia energética, capacidades de control precisas y excelente rendimiento, los servoaccionamientos basados ​​en motores sin escobillas se encuentran cada vez más en juguetes, electrodomésticos (aspiradoras de gran potencia con filtros HEPA) y equipos industriales.