I. Unterschiede zwischen Schrittmotoren und Servos- und Servomotoren

Steppermotor: Ist das elektrische Impulssignal in Drehscheibe oder Linienverschiebung der Open-Loop-Steuerelement-Steppermotor-Teile. Einfach ausgedrückt, es basiert auf dem elektrischen Impulssignal, um den Winkel und die Anzahl der Kurven zu steuern. Deshalb verlässt er sich nur auf das Impulssignal, um festzustellen, wie viel Drehung. Da es keinen Sensor gibt, kann der Stoppwinkel abweichen. Das genaue Impulssignal minimiert jedoch die Abweichung.

Servomotor: Verlassen Sie sich auf den Servo -Steuerkreis, um die Geschwindigkeit des Motors durch den Sensor zu steuern, um die Rotationsposition zu steuern. Die Positionskontrolle ist also sehr präzise. Und die Rotationsgeschwindigkeit ist ebenfalls variabel.

Servo (elektronischer Servo): Der Hauptbestandteil des Servos ist der Servomotor. Es enthält Servo -Motorsteuerungskreis + Reduktionsgetriebe. Oh ja, Servo -Motor hat kein Reduktionsgetriebe. Und das Servo hat einen Reduktionsgetriebe.

Im Falle eines Grenze -Servos basiert es auf einem Potentiometer unter der Ausgangswelle, um den Lenkwinkel des Ruderarms zu bestimmen. Die Servo -Signalsteuerung ist ein PWM -Signal (PWM), wobei ein Mikrocontroller dieses Signal problemlos erzeugen kann.

Ii. Schrittmotor -Grundprinzip

Wie es funktioniert:

Normalerweise ist der Rotor eines Motors ein dauerhafter Magnet, und wenn der Strom durch die Statorwicklungen fließt, erzeugen die Statorwicklungen ein Vektormagnetfeld. Dieses Magnetfeld treibt den Rotor um einen Winkel um, so dass die Richtung des Paares der Magnetfelder des Rotors mit der Richtung des Magnetfelds des Stators übereinstimmt. Wenn sich das Vektormagnetfeld des Stators um einen Winkel dreht. Der Rotor dreht sich auch um einen Winkel mit diesem Magnetfeld. Für jeden elektrischen Eingangspuls dreht der Motor einen Winkelschritt nach vorne. Seine Ausgangswinkelverschiebung ist proportional zur Anzahl der Eingangsimpulse und seine Rotationsgeschwindigkeit proportional zur Frequenz der Impulse. Durch Ändern der Reihenfolge, in der die Wicklungen mit Energie versorgt werden, kehrt sich der Motor um. Daher kann die Anzahl und Frequenz von Impulsen und die Reihenfolge der Energision der Wicklungen jeder Phase des Motors gesteuert werden, um die Drehung des Schrittmotors zu steuern.

Prinzip der Wärmeerzeugung:

Normalerweise sehen Sie alle Arten von Motoren, intern sind Eisenkern und Wicklungsspule. Wickelwiderstand, Leistung erzeugt Verlust, Verlustgröße und Widerstand und Strom ist proportional zum Quadrat, was häufig als Kupferverlust bezeichnet wird. Wenn der Strom nicht die Standard -DC- oder Sinuswelle ist, erzeugt auch der Verlust des Harmonischen. Der Kern hat einen Hysterese -Wirbelstrom -Effekt, im alternierenden Magnetfeld führt auch zu Verlusten, der Größe des Materials, des Stroms, der Frequenz, der mit Spannung verwandten Spannung, die als Eisenverlust bezeichnet wird. Kupferverlust und Eisenverlust werden in Form der Wärmeerzeugung manifestiert, wodurch die Effizienz des Motors beeinflusst wird. Das Stufenmotor verfolgt im Allgemeinen die Positionierungsgenauigkeit und das Drehmomentleistung, die Effizienz ist relativ niedrig, der Strom ist im Allgemeinen größer und die harmonischen Komponenten sind hoch, die Häufigkeit des Stroms, der sich mit der Geschwindigkeit und der Änderung abwechselt, sodass Schrittmotoren im Allgemeinen eine Wärmestation aufweisen, und die Situation ist schwerwiegender als der allgemeine Wechselstrommotor.

III. Ruderkonstruktion

Der Servo besteht hauptsächlich aus einem Gehäuse, einer Leiterplatte, einem Antriebsmotor, einem Zahnradreduzierer und einem Positionserkennungselement. Sein Arbeitsprinzip ist, dass der Empfänger ein Signal an das Servo sendet, und das IC auf der Leiterplatte den Cerneless -Motor zum Drehen startet, und die Leistung wird durch das Reduktionsrad an den Schwungarm übertragen, und gleichzeitig sendet der Position Detektor ein Signal zurück, um festzustellen, ob es an der Positionierung angekommen ist oder nicht. Der Positionsdetektor ist tatsächlich ein variabler Widerstand. Wenn sich das Servo dreht, ändert sich der Widerstandswert entsprechend und der Rotationswinkel kann durch Erfassen des Widerstandswerts bekannt sein. Der allgemeine Servomotor ist ein dünner Kupferdraht, der um einen dreipoligen Rotor gewickelt ist, wenn der Strom durch die Spule fließt, erzeugt ein Magnetfeld, und die Peripherie des Rotormagneten, um Abstoßung zu erzeugen, was wiederum die Rotationskraft erzeugt. Laut Physik ist das Trägheitsmoment eines Objekts direkt proportional zu seiner Masse. Um eine schnelle Rotationsgeschwindigkeit und einen geringen Stromverbrauch zu erzielen, besteht das Servo aus dünnen Kupferdrähten, die in einen sehr dünnen Hohlzylinder verdreht sind und einen sehr leichten Hohlrotor ohne Stangen bilden, und Magnete befinden sich in den Zylinder, der der Hohlbechermotor ist.

Um unterschiedliche Arbeitsumgebungen anzupassen, gibt es Servos mit wasserdichten und staubdichten Konstruktionen. Und als Reaktion auf unterschiedliche Lastanforderungen gibt es Kunststoff- und Metallgänge für Servos, und Metallgänge für Servos sind im Allgemeinen hochtorque und hohe Geschwindigkeit, mit dem Vorteil, dass die Zahnräder aufgrund übermäßiger Lasten nicht abgebrochen werden. Höhere Servos werden mit Kugellagern ausgestattet, um die Rotation schneller und genauer zu gestalten. Es gibt einen Unterschied zwischen einem Kugellager und zwei Kugellagern, natürlich sind die beiden Kugellager besser. Die neuen FET -Servos verwenden hauptsächlich FET (Field Effect Transistor), was den Vorteil eines niedrigen Innenwiderstands und damit weniger Stromverlust als normale Transistoren hat.

Iv. Servo -Operationsprinzip

Von der PWM -Welle in die interne Schaltung, um eine Verzerrungsspannung zu erzeugen, wird der Schützgenerator über das Reduktionsgetriebe zum Bewegen des Potentiometers gefahren, sodass der Motor bei Null null ist, um die Wirkung von Servo zu erreichen.

Die Protokolle für Servo -PWMs sind alle gleich, aber die neuesten Servos können unterschiedlich sein.

Das Protokoll ist im Allgemeinen: Hochniveau -Breite in 0,5 ms ~ 2,5 ms, um das Servo so zu steuern, dass sie sich durch verschiedene Winkel drehen.

V. Wie Servo -Motoren funktionieren

Die folgende Abbildung zeigt einen Servo -Motorsteuerungskreis mit einem leistungsfähigen Verstärker LM675, und der Motor ist ein DC -Servomotor. Wie aus der Abbildung hervorgeht, wird der Betriebsverstärker LM675 durch 15 V geliefert und die 15-V-Spannung zum In-Phasen-Eingang des Betriebsverstärkers LM675 bis RP 1 und die Ausgangsspannung des LM675 zum Eingang des Servosmotors hinzugefügt. Der Motor ist mit einem Geschwindigkeitsmesssignalgenerator für die Echtzeit-Erkennung der Motordrehzahl ausgestattet. Tatsächlich ist der Geschwindigkeitssignalgenerator eine Art Generator, und seine Ausgangsspannung ist proportional zur Drehzahl. Der Spannungsausgang aus dem Geschwindigkeitsmesssignalgenerator G wird nach einem Spannungsteiler -Schaltkreis auf den invertierenden Eingang des Betriebsverstärkers als Geschwindigkeitsfehlersignal zurückgeführt. Der vom Speed ​​Command Potentiometer RP1 festgelegte Spannungswert wird dem In-Phasen-Eingang des operativen Verstärkers nach der Spannungsabteilung durch R1.R2 hinzugefügt, was der Referenzspannung entspricht.

Kontrollschema des Servomotors

Servomotor: Nach dem Buchstaben M für Servomotor ist es die Stromquelle für das Antriebssystem. Betriebsverstärker: Mit dem Schaltungsnamen, d. H. LM675, ist ein Verstärker -Stück in der Servo -Steuerschaltung, die den Antriebsstrom für den Servomotor bereitstellt.

Speed ​​Command Potentiometer RP1: Legt die Referenzspannung des Betriebsverstärkers in der Schaltung fest, d. H. Die Geschwindigkeitseinstellung. Verstärkerverstärkungseinstellung Potentiometer RP2: In der Schaltung verwendet, um die Verstärkerverstärkung bzw. die Größe des Geschwindigkeitsrückkopplungssignals zu optimieren.

When the load of the motor changes, the voltage fed back to the inverted input of the operational amplifier also changes, i.e., when the load of the motor is increased, the speed decreases, and the output voltage of the speed signal generator also decreases, so that the voltage at the inverted input of the operational amplifier decreases, and the difference between this voltage and the reference voltage increases, and the output voltage of the operational Der Verstärker steigt. Umgekehrt erhöht sich die Ausgangsspannung des Geschwindigkeitsmessungs -Signalgenerators, wenn die Last kleiner wird und die Motordrehzahl zunimmt, die Rückkopplungsspannung, die dem umgekehrten Eingang des Betriebsverstärkers hinzugefügt wird, nimmt der Unterschied zwischen dieser Spannung und der Referenzspannung ab.