نیروی پیشران اکسترودر ها موتور های AC، DC و اخیرا سروو میباشد. در ابتدا موتور های DC با درایو دور موتور متغیر (convertor) کاربرد بیشتری داشتند. موتور های DC با تغییر ولتاژ باعث تغییر دور موتور و در نتیجه دور مارپیچ ها میشوند. تغییر ولتاژ یک امر راحت است ولی مشکلی که با موتور های DC بود ، در نگهداری و تعمیر آنها بود.

با اختراع اینونترها و متغیر کردن الکتروموتور های AC در اکسترودرها رونق بیشتری گرفت. در این موتور ها با ایجاد تغییر در فرکانس از صفر ا شصت، دور موتور تغییر می یابد و به حداکثر میرسد. البته موتور های AC هم محدودیت هایی دارند که باعث شده اخیرا از موتور سروو استقبال شود. البته که استفاده از موتور های سروو محدودیت های سرعت و قدرت را کاهش میدهند ولی در حال حاضر هزینه بالا تری دارند.

سروو موتور چیست؟

سرو موتور یک مبدل حرکتی هست که با حرکت چرخشی یا خطی امکان کنترل دقیق موقعیت، سرعت و شتاب را فراهم میکند. چنانچه لازم باشد یک شئ را در زاویه خاص بچرخد یا در فاصله خاصی حرکت خطی داشته باشد؛ از سروو موتور استفاده میشود.

سروو موتورها از سه بخش اصلی تشکیل شده ‌اند: موتور الکتریکی، سیستم کنترل و یک سنسور موقعیت که بازخورد دقیقی از موقعیت فعلی موتور ارائه می ‌دهد. این ساختار به سیستم اجازه می‌ دهد تا با دقت بالا و به صورت حلقه بسته عمل کند.

کاربرد سروو موتور

سروو موتور در صنایع مختلف از جمل صنایع اتوماسیون و رباتیک کاربرد دارد. به طور کلی در رباتیک برای کنترل چرخ ها، سرعت و یا تامین گشتاور مورد نیاز برای حرکت های ایست و شروع ربات از موتور سرو استفاده میشود. همچنین در کاربرد های انرژی، برای مثال ، چرخش پنل های خورشیدی، وابسته به این نوع موتور ها میباشد. از صنایع دیگر میتوان صنایع نساجی و نظامی را نام برد. در زیر چند مثال با جزئیات بیان شده است.

دوربین ها برای تنظیم لنز دوربین و زوم عکس، دستگاه های برش ، دستگاه های فرم دهی قطعه، ماشین های بافت صنایع منسوجات، درب های اتوماتیک در مکان های عمومی ، آنتن های ردیاب ماهوار، سیسم های اتوماتیک هدایت قایق ها و هواپیماها، مسلسل های ضد هوایی.

ویژگی های سروو موتور

هنگام خرید سروو موتور باید با برخی از خصوصیات آنها آشنا بود.

• ولتاژ : معمولا سروو موتورهای RC، ولتاژ تغذیه 4 الی 6 ولت میباشند.
• جریان: معمولا سروو موتورهای RC، دارای ولتاژ جریان 100 میلی آمپر الی 2 آمپر می باشند.
• سرعت عملکرد:سرعت یک سروو موتور بسته به زمان مورد نیاز شفت برای رسیدن به یک مکان خاص، تعیین می شود.
• گشتاور: هرچه سرعت یک سروو موتور با یک توان مشخص بالاتر باشد، گشتاور آن پایین تر میباشد.
• پالس کنترلی: برای تعیین موقعیت شفت استفاده می شود.
• رزولوشن:رزولوشن دقت موقعیت شفت را در زمان دریافت سیگنال فرمان مشخص می کند. معمولا رزولوشن سروو موتورها بین 1 تا 10 درجه است.
• سایز و وزن: معمولا وزن سروو موتورهای RC، بین 15 تا 200 گرم است.

همچنین باید مزایا و معایب این موتور ها را دانست تا بهترین انتخاب را بسته به نیاز خود انجام داد.

به طور کلی از فواید سروو موتور های میتوان دقت خوب آنها در کنترلر های حلقه بسته شاره کرد. همچنین در تامین گشتاور بالا نسبت به سرعت ، خوب عمل میکند. رانمان این موتور بالا ر 90 % ان میشود و نسبت به وزن موتور، دارای توان خروجی بالایی میباشند.

با توجه به موارد گفته شده، سروو موتور ها محدودیت هایی نیز دارند. برای مثال هنگام استفاده از سروو موتور باید از مدار ایمنی استفاده کرد چرا که سروو موتور ها سیستم هشداری جهت پیش بینی ندارند. نکته دیگر ، اجبار استفاده در توان تعیین شده موتور است، چرا که در صورت استفاده بیش از حد توان، معمولا قادر به تعمیر موتور نمیباشیم و موتور باید تعویض ود. همچنین هزینه نصب ر سروو وتور ها بیشتر از استپ موتور ها میباشد. در ادامه لازم به ذکر است که یکی دیگر از معایب این نوع موتورها، عد انتقال قدرت ایده آل در سرعت های بالا میباشد. پیشنهاد میشود در این حالت از گیربکس خورشیدی کمک گرفته شود.

سروو موتور چگونه کار میکند؟

سروو موتور یک سیستم حلقه بسته میباشد که بر اساس سیگنال های فیدبکی که ریافت میکند، میتواند حرکت خطی و دورانی را فراهم کند. همچنین به دلیل اینرسی پایینی که دارد، امکان تغییر سرعت در آن سرع میباشد. به طور کلی ورودی سیستم کنترلی سروو موتور یک سیگنال دیجیتال است که دستورات مکان شفت خروجی ر اعلام میکند. با ارسال سیگنال به موتور، امکان حرکت شفت به یک زاویه یا موقعیت خاص وجود دارد.. به شفت یک انکودر متصل است تا فیدبک مکان و سرعت را به سیستم کنترل ارسال کند. سپس این سیگنال دریافتی با موقعیت تعریف شده دستی مقایسه شده و خطایی تولید میشود. حال موتور باید در دو جهت بچرخد تا جایی که خروجی شفت را به موقعیت مطلوب برساند. وقتی خطا صفر شود، موتور یایتد. بنارین، میتوان گفت که در صورت تغییر سیگنال ورودی، موقعیت زاویه ای تغییر کرده ، در غیر این صورت، سروو موتور ر موقعیت شفت فرمان داده شده باقی میماند تا زمانی که سیگنال تغییر کند.

انواع سروو موتور

سرو موتورها شامل سرو موتور AC، سرو موتور DC، سرو موتور موقعیتی، سرو موتور خطی و سرو موتور چرخش ائم می باشند.

• سروو موتور AC :

این موتور با جریان AC کار میکند و برای توان های کم از نوع موتور استفاده میشود. از مزایا این موتور، راندمان بالا، تعمیر و نگهداری آسان تر، اندازه مناسب تر و قیمت بهتر را میتوان نام برد. البته این موتور ها غیر خطی بوده و مشخصه های گشتاور-سرعت آن ها به خوبی و ایده الی مدل DC نمیباشد.

• سروو موتور DC :

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

• سروو موتور موقعیتی :

شفت بیرونی این نوع سروو موتور حدود ۹۰ تا ۱۸۰ درجه می چرخد و برای جلوگیری از آسیب دیدن سنسور حرکتی  و خارج نشدن شفت در طراحی کانیکی آن منعی برای آن درنظر گرفته شده است. در ماشین های رادیویی، هواپیما، روبات ها، اسباب بازی ها و بسیری از وسال کاربردی دیگر استفاده می شود.

• سروو موتور چرخش دائم :

این موتور هم در  جهت  حرکت عقربه ساعت و هم در خلاف جهت عقربه ساعت بدون هیچ  محدودیتی میتواند چرخش داشته باشد. سیگنال  الکتریکی تعیین کننده موقعیت شافت خروجی نیست،  بلکه سیگنال خروجی سرعت و جهت چرخش موتور را تنظیم می کند. از  سروو موتور چرخش دائم  برای کنترل حرکت بشقاب رادار و ربات هیی که حرت دارند استاد می شو.

• سروو موتور خطی :

به جای حرکت چرخشی، حرکت خطی دارند. در این حالت، الکتروموتور به یک گیربکس متصل بوده تا حرکت چرخشی به خطی تبدیل شود. این نمونه سروو موتور را میتوان در بعضی جک های در های برقی مشاهده کرد.

سروو موتورهای پیچیده تر، برای اندازه گیری سرعت شفت خروجی از انکودر های نوری و یا  برای کنترل سرعت موتور از درایو های کنترل سرعت متغیر (Variable-Speed Drive) استاده می کنند. استفاده از این دو مورد همراه با ک الگوریتم PID، به سروو موور این مکان را می دهد که سریع تر و دقیق تر، خود را با کمترین خطا به وضعیت دستوری موقعیت اسال شده برسند.

ساخت سروو موتور

سروو موتور از دو سیم پیچ استاتور و روتور تشکیل شده است. سیم پیچ استاتور بر روی قسمت ثابت موتور پیچیده می شود و این سیم پیچی به عنوان سیم پیچ میدان موتور نیز شناخته می شود. سیم پیچ روتور ب روی قسمت چرخان موتور پیچیده می شود که به عنوان سیم پیچ آرمیچر موتور نیز شناخته می شود

خرید سروو موتور

سرو موتور ها در انواع گیربکس دار و بدون گیربکس وجود دارند و در اندازه های خیلی کوچک تا اندازه های بزرگ تولید می شوند که اندازه های کوچک در پروژه های رباتیک و تجهیزات مکاترونیکی استفاده شده و اندازه های بزرگ هم در ساخت تجهیزات صنعتی مانند دستگاه های CNC استفاده می شود. در بخش های قبل انواع سرو موتور و کاربرد آن اشاره شده است. قب از خرید باید به این موارد آگاه بود.

سروو متور ها از نظر جنس چرخ دنده ها هم با هم تفاوت دارند. چرخ دنده های فلزی ( معمولا از فولاد و برنج و در مواردی از تیتانیوم) از دوام ، قدرت و قیمت بالاتری برخوردار هستند. در حالی که چرخ دنده های پلاستیکی معمولا در سرووهای استاندارد یا معمولی که از لحاظ قدرت، سرعت و قیمت در سطح پایینی قرار دارند؛ استفاده می شوند.

انتخاب یک سروو موتور یا درایو مناسب ستلزم در نظر گرفتن دقیق عواملی مانند گشتاور، سرعت و نیازهای فیدبک است. ضروری است که با یک تامین کننده آگاه مشورت کنید ا مطمئن شوید بهترین موتور را برای تولید خود انتخاب می کنید.

قیمت سروو موتور

قیمت موتور های سروو بسته به توان مصرفی، جنس چرخ دنده ها و نوع آن متفاوت است. به طور کلی جنس چرخ دنده از فلز باشد، قیمت موتور را بیشتر کرده و طبیعتاً هرچه این فلز گران تر باشد، قیمت افزایش میابد. در ادامه هرچه توان مصرفی موتور بیشتر بوده، وزن و هزینه آن نیز بیشتر اس. انتظار میرود که الکتروموتور ب سیستم کترلی پیشرفته تر بتواند دقیق تر عمل کند و سرعت بالاتری داشته باشد. سروو موتور های AC قیمت بهتری نسبت به موتور های DC  دارند.

فروش سروو موتور

در ایران، بازارهای های صنعتی به خوبی میتوانند الکتروموتور مورد نیاز شما را تامن کنند. از پرفروش ترین برند های سروو موتور میتوان موارد زیر را نام برد :

سروو موتور دلتا، سروو موتور ال اس، سروو موتور کینکو، سروو موتور زیمنس، سروو موتور استون

Mitsubishi Electric ,Yaskawa Electric, FANUC, Allen-Bradley, Siemens

اجزای سروو موتور

سرو وتور بخشی از یک سیستم کنترل حلقه بسته است. اجزا این سیستم شامل :

مدار کنترلی : در کنترل مدار بسته، عملیات کنترل به صورت يک حلقه بسته انجام شده و علاوه بر ورودي، خروجی نیز از طریق قسمتی به نام فیدبک در تغيير مقدار خروجي مؤثر خواهد بود.

شفت : شفت قطعه‌ ای به شکل میله است که در ابزار و ماشین‌ آلات صنعتی مختلف با هدف انتقا نیرو یا گشتاور از یک وسیله به وسیله دیگر مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

آمپلی فایر : بطور کلی آمپلی فایر سبب هبود کیفیت صدا خروجی دستگاه میشود.

انکودر : انکودرها جزء جدایی ناپذیر سروو موتورها هستند. سیستم به کمک سنسور انکودر و فیدبک دریافتی حرکت خود را تصحیح میکنند.

قاب بیرونی

موتور

چرخدنده‌ها

شفت خروجی (شفت اصلی)

پتانسیومتر

سیم‌های سیگنال و غذیه

مدارهای الکترونیکی

بازوهای سرو

تاوت سروو وتور با الکتوموتور

سروو موتورها قابلیت برنامه ریزی برای حرکت با افزایش دقیق را دارند، بنابراین می توانند سرعت یک جسم یا جهت حرکت را به دقت کنترل کنند. از سوی دیگر، موتورهای DC تنها قادر به حرکت دادن اجسام در یک جهت در یک زمان هستند.

تفاوت سروو موتور و استپ موتور

موتورهای پله ای در مراحل ثابت حرکت می کنند، در حالی که سروو موتورها به آرامی و پیوسته حرکت می کنند. سروو موورها عموماً دقیق تر و دقیق تر از موتورهای پله ای هستند. تعداد موقعیت موتور ای سروو حدال 10 بربر تعداد مقعیت های استپ موتور د یک چرخش می باشد.

به طور کلی، تفاوت اصلی در نوع استفاده از فیدبک است. در سروو موتور ها به کمک انکودر موقعیت واقعی شفت به سیستم گزارش میشود، در حالی که در استپ موتور ها تضمینی بر رسیدن موتور به موقعیت مطلوب داشت.

سروو موتورها در گشتاور کامل و سرعت بالا کارایی دارند در حالی استپ موتور ها به دلیل ثابت زمانی الکتریکی و مصرف جریان ضعیف، افت گشتاور دارند.

مصرف جریان در سروو موتور ها بسیار بهینه تر میباشد چرا که استپ موتور ها حتی در حالت ی باری، جریان کامل را مصرف یکنند. سروو موتور ها فقط به میزان مورد نیاز، برق مصرف میکنند.