سروو موتور

سروو موتور بر گرفته از یک کلمه یونانی به نام Servus به معنی خدمتکار یا

پیشخدمت می باشد.

سروو را به دلیل آنکه مستقیما به فرامین پاسخ می دهد را به این نام

نامگذاری کرده اند.

(به انگلیسی: Servo motor) یا موتور کنترل (به انگلیسی: Control motor)

نوعی از موتورهای الکتریکی است که با هدف بکارگیری در سیستم‌های

کنترل فیدبک طراحی می‌شود. لختی (اینرسی) در این موتورها پایین بوده و

در نتیجه تغییر سرعت در این موتورها بسیار سریع است.سروو برگرفته از

کلمه یونانی Servus به معنی خدمتکار است و شاید به این دلیل یه این نوع

از موتورها و سیستم های کنترلی سروو گفته می شود که مثل یک خدمتکار

تحت کنترل بوده و با دقت به فرامین پاسخ می دهد.

سروو موتور هم برای موتورهای DC  و هم برای AC کاربرد دارند اما هنگامی

که ترانزیستورها توانائی کنتزل جریان بالا و تبدیل آن به فرکانس بیشتر را

یافتند سروو موتورهای AC رواج بیشتری یافتند. سرووموتورهای اولیه

خصوصا برای طراحی تقویت کننده های خودکنترل در اتوماسیون صنعتی

مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه می توان دسته ای از این موتورها را برای

تقویت کننده های خودکنترل یا کنترل گر با فرکانس متغیر طراحی کرد بدین

معنی که موتور می تواند در سیستم خود کنترل و نیز در سیستم فرکانس

متغیر کاربردهای متفاوتی داشته باشد.

در صنعت هر سیستم مدار بسته را که دارای موتور پله‌ای (STEPPER)

نیست سیستم خودکنترل می نامند بنابراین احتمال برای موتور القایی AC

ساده و متصل به کنترل گر سرعت وجود دارد که به چنین موتوری سروو

موتور بگویند اما تغییراتی باید در موتور انجام شود تا بتوان آنرا سروو

موتور نامید.

 

سروو موتور و  تغییرات شامل موارد زیر است:

توانایی کاربرد در محدوده ای از سرعت بدون تلفات گرمائی، توانایی کاربرد

در سرعت صفر ، به همراه گشتاور مناسب برای نگهداری بار در محل، توانائی

کاربرد در سرعت بسیار کم در مدت طولانی. موتورهای قدیمی تر ، فن خنک

کننده داشتند که مستقیما به محور متصل بود هنگامی که موتور با سرعت

پائین کار می کرد فن نمی توانست کار خنک کردن را انجام دهد. موتورهای

جدیدتر فن جداگانه دارند که امکان بهترین نتیجه خنک کردن را بوجود می

آورد. منبع ولتاژ ثابتی این فن را تغذیه می کند بطوریکه حداکثر RPM در هر

لحظه به سرعت سروموتور بستگی ندارد. یکی از انواع مفید موتورها در

سیستم خود کنترل موتور نوع مغناطیسی دایم (PM) است .ولتاژ موتور آن

می تواند AC یا DC باشد. این نوع موتور با سایر انواع قبلی مشابه است .

 

سرعـت پاسخ گویی سروو موتورها به سیگنال خطا بالا بوده و سریعا به بار

شتاب می دهنـد و تفاوت اصلی سروو موتورها با موتورهای معمولی را می

توان در خواندن فیدبک خروجی دانست.

 

سروو موتورها به طور کلی سه نمونه حلقه کنترلری به ترتیب زیر وجود دارد:

۱– حلقه باز

۲– حلقه نیم بسته

۳– حلقه بسته(فیدبک دار)

یک سیستم کنترلی فیدبک دار ، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک

رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع ، با مقایسه

توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.

سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه

می کند.

مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از:

 

۱- پاسخ سریع

۲- دقت بالا

۳- کنترل بدون مراقبت

۴- کارکرد از راه دور

 

کنترل کننده به درایو فرمان های لازم را می دهد و درایو این فرمان ها را به

سیم قدرت که شامل ماسفت و آی جی بیتی ها می باشد اعمال می کند و

موتور شروع به حرکت می کند  با حرکت موتور عنصر فیدبک موقعیت

موتور را برای درایو ارسال می کند و درایو موقعیت موتور را تشخیص می

دهد.
خروجی فرمان درایو حالت موتور و درایو را به کنترل اعلام می کند . برای

مثال زمانی که موتور Over lood می شود و یا موتور به سرعت دلخواه ما

رسد یا در موقعیت داده قرار می گیرد . پیاده سازی سیستم کنترلی PID در

درایو باعث شده که دقت آن به مراتب افزایش یابد.

یکی از مهمترین فرمان های درایو ، فرمان پالس است که موقعیت موتور را

تنظیم می کند . در اکثر سروو موتورهای دلتا رزولوشن انکدر موتورها

۲۵۰۰پالس است . بنابر این درایو با دریافت ۱۰۰۰۰پالس از کنترل کننده ، موتور

را یک دور خواهد چرخاند . بنابراین یک سروو موتور به راحتی می تواند با

دقت ۰۳۶/۰ درجه حرکت کند که معادل یک پالس می باشد . در اینجاست که

می توان به دقت هر دور موتور پی برد .

سروو موتور ها قابلیت چرخش  از زاویه صفر تا ۳۶۰ درجه را دارند. برای

چرخش سروو باید یک پالس بر روی پایه وسط اعمال کرد که این پالس باید

دارای فرکانس خاصی ( معمولا ۵۰ تا ۱۰۰ هرتز) و عرض پالس مثبت آن باید

بین یک تا ۲ میلی ثانیه باشد . زمانی که عرض این پالس یک میلی ثانیه است

موتور کاملا به سمت چپ می رود و هنگامیکه ۲ میلی ثانیه است موتور کاملا

به سمت راست می چرخد و در حالتیکه ۱٫۵ میلی ثانیه است موتور در حالت

وسط قفل می شود

 

سروو موتور و سیستم پیکر بندی آن:

پیکربندی عبارتست از کلیه مراحلی که باید طی نمود تا سیستم آماده بهره

وری قرار گیرد .بعد از انتخاب سروو موتور ، انتخاب کنترلر از اهمیت خاصی

برخوردار است چرا که به عنوان فرمان دهنده اصلی در سیستم کنترلی باید

توانای لازم جهت کاربرد مورد نظر را داشته باشد . برای تعداد  ورودی ،

خروجی های آن ، فرکانس خروجی تعداد کانترها و از همه مهمتر سرعت

اجرای برنامه آن.

از آنجا که سروو موتورها اغلب در سیستم های با سرعت و دقت بالا استفاده

می شود .زمان هر بار اجرای برنامه پی ال سی از اهمیت خاصی برخوردار

است .

پیکربندی سیستم سروو موتور شامل قسمت های زیر می باشد :

سیم کشی قدرت : که خود شامل دو قسمت می شود . اعمال تغذیه به درایو

و اتصال روی درایو به موتور که خروجی از نوع سه فاز می­باشد .

هنگام اعمال تغذیه به درایو باید توجه کرد که درایو از نوع تک فاز است یا

سه فاز . اعمال تغذیه سه فاز به سروو موتور به جای تک فاز موجب سوختن

درایو خواهد شد که در این گونه مواقع اغلب از کنترل فاز و کنتاکتور جهت

کنترل فازها استفاده می­شود .

 

سیم کشی فیدبک:

برای سیم کشی فیدبک موتور، باید به کاتالوگ مراجعه نمود . عدم سیم کشی

صحیح موجب می شود موتور راه اندازی نشود و سروو آلارم دهد یعنی

توسط خروجی های فرمان درایو به کنترلر فرمان دهد که سیستم فیدبک

قطع است و یا روی صفحه نمایش خود این آلارم را نشان بدهد . کانکتور

شماره ۲ در درایو دلتا مخصوص این کار می باشد.

 

سیم کشی فرمان :

سیم کشی فرمان رابط بین کنترلر و سروو درایو را برقرار می کند تا فرمان

های  کنترلر به سروو درایو برسد . این فرمان ها شامل فرمان روشن /

خاموش شدن موتور ، فرمان توقف موتور ، فرمان پالس ، فرمان جهت

چرخش موتور و … فرمان های دیگری می باشد.

سرووها شامل دیگر پورتهائی هستند که از حوصله بحث خارج است بدین

منظور اگر بخواهیم پیکربندی یک سروو موتور را مثال بزنیم تا بحث

ملموس تر به نظر برسد از سروو موتور دلتا جهت این منظور استفاده می

کنیم.

شکل زیر پیکر بندی فرمان، قدرت و تمامی کانکتورها و پورت های ورودی و

خروجی این سروو موتور را نشان می دهد:

 

تنظیم پارامترها:

از آنجا که یک سروو موتور می تواند کاربردهای منظمی داشته باشد باید

کاربرد آن را مشخص نمود تنظیم پارامترها یعنی قراردادن اعداد تعیین شده

در رجیسترهای داخل درایو تا مد کاری سروو را مشخص می کند . منظور از

مد کاری قابلیت کنترل فیدبک سروو موتور می باشد که سروو ها در سه مد

گشتاور، سرعت و موقعیت قابلیت خود کنترلی دارند.

دلتا علاوه بر قابلیت عملکرد در این سه مد کاری اصلی همچنین قابلیت عمکرد

مد A2 سروو مدل داخلی و خارجی این سه مد اصلی و یا تلفیقی از این سه

مد را دارا می باشد.

 

ابتدا روش تنظیم پارامترها را در این سرو به طور نمونه مثال زده و در ادامه

بیشتر به بحث در مورد عملکرد و قابلیت سروو موتور که در این مقاله سروو

دلتا می باشد می پردازیم.

در سروو موتورهای سری A2 دلتا کلیدهایی جهت تغییر پارامترهای درایو بر

روی آن تعبیه شده است.  برای تغییر پارامترها باید ازKEYPAD  روی

درایواستفاده کرد .

راه دیگر تغییر پارامترها استفاده از نرم افزار می باشد که با انتقال سروو

درایو به رایانه پارامترها را تغییر پارامترها را تغییر می دهند . پارامترها به

دسته های خاص تقسیم شده اند برای مثال پارامترهای عمومی ، پارامترهای

شبکه ، پارامترهای  کنترل حلقه ی کنترلی ، پارامترهای مد کنترلی و …

به هر گروه پارامتر یک شماره نسبت می دهند ، برای مثال پارامترهای شبکه

را با ××-۳ P  نشان می دهند که ×× شماره پارامتر آن است .

گروه پارامترهای سروو موتور دلتا را می توان به صورت لیست زیر چینش کرد:

 

گروه پارامتر شماره یک ××-P1 :

این گروه پارامتر شامل پارامترهای نمایشی می باشند. بدان معنی که فقط

قابلیت نمایش را دارند.مثلا پارامتر ۰۱-۰ P  خطاهائی درایو را نمایش می

دهد.

گروه پارامتر شماره یک ××-P1 :

این گروه پارامترها، پارامترهای اساسی سروو را در بر میگیرند که از اهمیتی

خاصی برخوردارند مثلا:

پارامتر ۰۱- P1  مد کنترلی سروو موتور را مشخص می کند.

گروه پارامتر شماره دو ××- P2 :

این گروه پارامترها، پارامترهای اضافی و یا تعمیم یافته سروو را در بر می

گیرند.

مثلا پارامتر ۰۰- P2  ضریب بهره حلقه موقعیت سروو موتور را مشخص می

کند.

گروه پارامتر شماره سه ××-P3 :

این گروه پارامترها، پارامترهای شبکه سروو موتور را در تعیین می کنند.

مثلا پارامتر ۰۲- P3  پروتکل شبکه سروو موتور جهت برقراری ارتباط  را

مشخص می کند.

گروه پارامتر شماره چهار ××- P4 :

این گروه پارامترها،خطاهائی اتفاق افتاده سروو موتور را در نمایش می دهند.

گروه پارامتر شماره پنج ××- P5 :

این گروه پارامترها، پارامترهای کنرل حرکتی سروو موتور می باشند.

گروه پارامتر شماره یک:

گروه پارامتر شماره ۶ و ۷ ××- P6 و ××- P7 :

این دو گروه پارامتر، پارامترهایئی جهت تعریف مد موقعیت داخلی مورد

استفاده قرار می گیرند.

 

برا یاطلاعات بیشتر در مورد تنظیمات سروو موتورها میتوانید به مقالات

مربوطه در همین سایت مراجعه نمایید.