سروو موتور چیست؟
سروو موتورها، عملگرهای دوار یا خطی هستند که توانایی کنترل به شکل زاویه‌ای و خطی را دارند. به دو شکل با جاروبک و بدون جاروبک به بازار می‌آیند، هرچند که امروزه مدل بدون جاروبک ترجیح داده می‌شود. هر دو در دامنه‌های پیوسته یا پیکِ (قله، حداکثر مقدار) گشتاور عمل می‌کنند. گشتاورِ پیوسته در تمام مدت عملیات عادی موتور وجود دارد. در حالی که گشتاور پیک برای مدت زمان کوتاهی می‌تواند به دست آید.
سروو موتورهای با جاروبک
موتورهای جاروبک‌دار دارای جریان مستقیم (DC) در روتور سیم‌پیچ می‌باشند و بر روی یک استاتور مغناطیس دائم سوار هستند. جاروبک‌های کربنی و کموتاتورهای مکانیکی، جریان الکتریکی را درون سیم‌پیچی فراهم می‌کنند که باعث به دست آمدن گشتاور موتور می‌شود. یک موتور جریان AC اگر یک منبع قدرت DC در طول ترمینال‌هایش به آن اعمال شود، دائما درحال چرخش قرار می‌گیرد.
سروو موتورهای بدون جاروبک
سروو موتورهای بدون جاروبک در استاتور خود سیم‌پیچی دارند و به صورت مغناطیس دائم به روتور متصل هستند. هیچ جاروبکی مورد استفاده قرار نگرفته است. چرخش موتور به وسیله ابزارهای کموتاسیون الکتریکی که توسط درایو اجرا می‌شود، به دست می‌آید. سروو موتورهای بدوون جاروبک شتاب و گشتاور بالایی را فراهم می‌کنند و نیاز به هیچ تعمیر و نگهداری ندارند. این سروو موتورها بالاترین نسبت گشتاور به وزن را عرضه می‌کنند و عموما در کاربردهایی با بالاترین توان عملیاتی و دقت استفاده می‌شوند.
سروو موتور بدون جاروبک نیازی به تعمیر جزء به جزء ندارد اما به استفاده از یک سروو درایو به منظور الکتریکی موتور نیاز خواهد داشت. به طور سنتی، این امر با استفاده از یک دستگاه فیدبک اصلی به همراه یک انکودر که برای کنترل موقعیت مکانی یا سرعت استفاده می‌شود، محقق می‌گردد.
سروو موتورهای بدون جاروبک می‌توانند به صورت چرخان و خطی با توانایی اجرای حرکات ساده یا دینامیک (پویا)، ساخته شوند. چند کاربرد معمول شامل موارد ذیل می‌شود:
-رباتیک
-ماشین‌آلات CNC
-برش لیزر
-بسته‌بندی
-پرینت کردن
-جا‌به‌جایی مواد
-پروسه تولید خودکار
سروو درایو چیست؟
سروو درایوها که بعضی اوقات تقویت کننده‌های سروو نامیده می‌شوند، دستگاه‌هایی هستند که توانایی دریافت سیگنال فرمانِ توان پایین، از یک کنترلر حرکتی و تبدیل آن به جریان/ ولتاژ بالا را دارند. سپس جریان یا ولتاژ بالا به سیم‌پیچ سروو موتور به منظور تولید گشتاور، اعمال می‌شود.
درایوهای آنالوگ توانایی پردازش کمی دارند به همین منظور همه عملکرد درایو در حوزه دیجیتال اجرا می‌شود. برخلاف درایوهای آنالوگ، درایوهای دیجیتال از هوشمندی بیشتری برخوردار هستند که به آنها امکان عملکرد بیشتر، توانایی‌های تشخیص و پیکربندی ساده‌تر را می‌دهد.
درایوها به شکل هوشمندانه، همه عملکرد‌های حرکتی کنترلر را به وسیله درایور موتور ترکیب می‌کند. درایوهای آنالوگ و دیجیتال در مقدار عملکرد کنترلی و نوع رابط مخابراتی متفاوت هستند و عموما مبتنی بر فیلدباس می‌باشند.
کاربردهای سروو درایوها
سروو درایوها در بسیاری از کاربردها همچون سروو موتورها مورد استفاده قرار می‌گیرند:
-رباتیک
– ماشین‌آلات CNC
– تولید خودکار
هدف سروو موتورها
سروو موتورها یا «سرووها» که با این نام شناخته می‌شوند، دستگاه‌های الکترونیکی، دوار یا عملگرهای خطی هستند که با دقت قطعات یک ماشین را می‌چرخانند و رو به جلو هل می‌دهند. سرووها عمدتا به منظور داشتن سرعت و شتاب خاص، در موقعیت زاویه‌ای یا خطی استفاده می‌شوند.
شرکت‌ها به شدت به دلیل جمع و جور و قدرتمند بودن سروو موتورها از آنها استفاده می‌کنند. علی رغم اندازه‌اش، مقدار زیادی توان تولید می‌کند و به کارآمدی زیادش در ذخیره انرژی، شناخته می‌شود.
بیشتر شرکت‌هایی که از سروو موتورها استفاده می‌کنند، شرکت‌های تولیدی هستند که به سرووها برای تنظیم سطوح کنترلی و چرخاندن اشیاء در زاوایا و فواصل دقیق، نیاز دارند. بیشتر شرکت‌هایی که از سروو موتورها استفاده می‌کنند، شرکت‌های تولیدی هستند که از ماشین‌آلات به همراه سروو موتورها استفاده می‌کنند.
معرفی دو نوع سروو موتور
دو نوع سروو موتور وجود دارد که در بازار در دسترس هستند و در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نخست، سروو موتور جریان متناوب یا AC. این نوع هم‌اکنون توسط بسیاری از شرکت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. سروو موتورهای AC عمدتا در زمینه‌های صنعتی استفاده می‌شوند. این سرووها، موتورهای AC هستند که بر انکودرها تکیه دارند. این نوع از سروو موتورها با استفاده از کنترلر‌هایی بر اساس فیدبک حلقه بسته کار می‌کنند. سروو موتورهای AC به عملکرد با دقت بالا و سادگی در کنترل‌پذیری شناخته می‌شوند.
نوع دوم، سروو موتور DC. این نوع از سروو موتورها در گذشته توسط شرکت فوجی الکتریک استفاده می‌شدند اما امروزه به ندرت از آنها استفاده می‌شود چرا که سروو موتورهای AC کارآمدتر، پیشرفته‌تر و اتکا‌پذیرتر هستند.
اقلامی که از سروو موتورها استفاده می کنند
سروو موتورها هر روزه توسط اقلام بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. وسایل الکترونیکی خانگی همچون پخش کننده‌های DVD و Blue-ray از سرووها برای ورود و خروج دیسک، استفاده می‌کنند.
خودروها نیز از سرووها استفاده می‌کنند. در خودروهای مدرن، از سروو موتورها برای کنترل سرعت استفاده می‌شود. هنگامی که پدال گاز فشار داده می‌شود، سیگنال‌های الکتریکی را به کامپیوتر ماشین ارسال می‌کند. سپس کامپیوتر اطلاعات را پردازش و سیگنالی را به سرووی متصل به دریچه گاز به منظور تنظیم سرعت موتور ارسال خواهد کرد.
آنها همچنین در اقلام نوظهوری همچون ماشین‌های اسباب بازی با کنترل از راه دور و در مقیاس کوچک، هواپیما، هلی‌کوپتر و ربات‌های اسباب بازی استفاده می‌شوند. سرووها خصوصا برای هواپیماهای کنترل شونده به وسیله رادیو، برای تنظیم موقعیت سطوح کنترلی، مفید واقع می‌شوند. اما عمدتا برای اهداف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. صنایع مهمی همچون رباتیک، داروسازی، خدمات غذایی و همچنین خطوط تولید از سرووها استفاده می‌کنند.
مزایا و معایب
سرووها مزایای بسیاری را به همراه دارند اما با همه خوبی‌ها، مشکلات و سختی‌هایی نیز برای شرکت‌هایی که این دستگاه را به کار می‌برند، ایجاد می‌کنند.
مزایا
سرووها به کار مداوم و کار کردن در سرعت ثابت، شناخته می‌شوند. بنابراین، اگر باری سنگین روی موتور گذاشته شود درایور جریان بوبین موتور را در حالی که آن را می‌چرخاند، افزایش می‌دهد. این اساسا بدین معنی است که از سروو موتورها انتظار می‌رود که همیشه به صورت مکانیکی درست عمل کنند. و به دلیل دقتش، به شرکت‌ها این توانایی را می‌دهد که آن را در سرعت بالایی به کار گیرند.
معایب
با همه مزیت‌ها سروو موتورها در زمان تعمیر و عملیات، هزینه بالایی دارند. علاوه بر این، وقتی دستگاهی که از سروو استفاده می‌کند متوقف می‌شود، موتور در یک پالس (پالس در سیکل ترتیبی) به عقب و جلو رفتن ادامه می‌دهد و ممکن است به اپراتور یا تجهیزات آسیب جدی وارد شود.
اجزای سروو موتورها و عملکردها
ده‌ها قطعه، یک سروو موتور را تشکیل می‌دهند که تک تک آنها نقش مهمی در عملکرد دستگاه دارند. در زیر مهمترین بخش‌های یک سروو و نقش‌های اساسی که در عملکرد آن بازی می‌کنند، آورده شده است.
استاتور: یک استاتور میدان مغناطیسی چرخانی را می‌سازد، تا گشتاور کارآمدی را تولید کند.
سیم‌پیچی: جریان الکتریکی که در سیم‌پیچی به وجود می‌آید، یک میدان مغناطیسی را تولید می‌کند.
شفت: شفت توان خروجی موتور را انتقال می‌دهد و این جریان از طریق مکانیسم انتقال، هدایت می‌شود.
روتور: روتور یک قسمت مغناطیس ثابت است که در خارج شفت قرار گرفته است.
انکودر: یک انکودر همیشه تعداد چرخش‌هایی که کامل می‌شوند را مشاهده و محاسبه می‌کند همچنین بر موقعیت شفت نظارت می‌کند.
هر کدام از بخش‌های سروو موتور هدف مهمی در عملکرد و کارکرد درست سروو دارد.
