theme wordpress
آموزش های پایه ای برقموتور الکتریکی

سرو موتور – انواع ، ساختار ، کارکرد ، کنترل کردن و کاربرد

انتخاب موتور بر اساس معیارهای طراحی مانند هزینه ، گشتاور ، دقت موقعیت ، توان و … یکی از سخت ترین انتخاب ها است. انواع مختلفی از موتور به مانند DC ،  سرو و پله ای برای کاربرد های مختلف به کار می رود.اما سرو موتور ها دارای عملکرد سریع ، گشتاور بالا و دقت در چرخش است. بله ، موتور پله ای هم یک مدل از سرو موتور ها است. اما برپایی موتور پله ای پیچیده تر از سرو موتور است.

برای داشتن اطلاعات بیشتر در ارتباط با ساختار ، کارکرد ، مکانیزم ، انواع و کاربرد های سرو موتور به خواندن ادامه دهید.

مقاله مرتبط:

موتورهای DC بدون جاروبک (‌BLDC) _ ساختار ، نحوه کار و کاربرد

سرو موتور چیست ؟

سرو یک وسیله الکترومغناطیسی است که با استفاده از مکانیزم فیدبک منفی برای تبدیل یک سیگنال الکتریکی به حرکات کنترل شده استفاده می کند. اساسا، سروو ها مانند عملگرها عمل می کنند که کنترل دقیقی بر سرعت، شتاب و موقعیت خطی یا زاویه ای دارند.این دستگاه از 4 بخش موتور DC ، سنسور موقعیت ، چرخ دنده و مداران کنترلی تشکیل شده است. چرخ دنده با سنسور موقعیت در ارتباط است. اگر موتور این مجموعه با برق AC کار کند آن را سرو موتور AC و اگر با برق DC کار کند آن را سرو موتور DC می نامند.معمولا چرخ دنده ها از پلاستیک درسا شده است اما در توان بالا جنس این چرخ دنده فلز است.

این نوع موتور در شرکت هایی همچون FUTABA،HITECH، AIRTRONICA و RADIOS تولید می شود.آن ها شرکت های مشابه بوده و در رنگ سیم بندی و نوع اتصال با هم تفاوت دارند. انواع مختلفی همچون DC ، AC ، دائم کار ، موقعیتی و خطی از موتورهای سرو وجود دارد.

موتور سرو چیست
موتور سرو چیست

انواع سرو موتور بر اساس چرخش :

  • سرو چرخش موقعیتی : این نوع موتور می تواند شفت را در حد نصف دایره بچرخاند. همچنین ، این نوع موتور از سنسور گردشی برای جلوگیری از چرخش زیاد محافظت می کند. این نوع موتور بیشتر در بازوهای اتوماتیک و … استفاده می شود.
  • چرخش دائم کار : از لحاظ ساختار شبیه به بالا است اما می تواند به صورت در جهت عقربه های ساعت و عکس عقربه های ساعت بچرخد. این نوع موتور بیشتر در سیستم های رادار استفاده می شود.
  • سرو خطی :مجدد این مورد هم شبیه به مورد اول است اما با چرخ دنده های اضافی برای تنظیم درجه خروجی استفاده می شود. این مدل از سرو ها در هواچیماها و … استفاده می شود.

بر اساس سیستم عامل

  • سرو موتور آنالوگ :

این نوع از سرو موتور ها بر اساس سیگنال های PWMکار خواهد کرد و رنج سیگنال های آن مابین 4.8 ولت تا 6 ولت است. در این نوع از موتور های سرو ، سیگنال PWM در حال عدم کارکرد سرو قطع خواهد بود. گشتاور تولید شده در زمان استراحت زمان شروع را غیر فعال می کند. همچنین، یک سنسور آنالوگ می تواند قادر به ارسال 50 پالس در هر ثانیه باشد.

  • سرو موتور دیجیتال :

با استفاده از میکروپروسسورهای کوچک ، سرو موتورهای کوچک سیگنال ها را دریافت می کندو با پالس ولتاژ در فرکانس بالا کار می کند. این سرو می تواند 300 پالس در ثانیه ارسال کند که بسیار بیشتر از موتور های آنالوگ است. سروو دیجیتال با توجه به پالس سریعتر، پاسخ صاف و گشتاور سازگار را ارائه می دهد. سرووهای دیجیتال قدرت بیشتری نسبت به سروو آنالوگ دارند.

سرو موتور انالوگ و دیچیتال
سرو موتور انالوگ و دیچیتال

از دیدگاه قدرت عملیاتی

  • سرو موتور DC:

سرو موتور DC برای فراهم کردن گشتاور سریع استفاده شده و همچنین به عنوان موتور DC مغناطیس دائم شناخته شده می باشد. دلیل ایجاد پاسخ گشتاوری مناسب این است که گشتاور و فلوی توانی از یکدیگر به صورت مجزا می باشند.بنابراین ، یک تغییر کوچک در ولتاژ و یا جریان آرمیچر می تواند یک تغییر قابل ملاحظه ای در موقعیت و یا سرعت شفت ایجاد کند.

  • سرو موتور AC:

دو مدل 2 فاز و 3 فاز از سرو موتور AC وجود دارد. به صورت کلی مدل دو فاز برای کاربردها با توان پایین قابل استفاده است و مدل سه فاز برای سیستم های توان بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

ساختار سرو موتور :

یک سرو موتور یک موتور DC با پنج قسمت زیر است :

  • سیم پیچی استاتور : این بخش سیم بندی بر روی قسمت ثابت موتور انجام می شود. این موضوع همچنین با نام سیم بندی میدانی شناخته می شود.
  • سیم پیچی روتور : این بخش سیم بندی بر روی قسمت متحرک موتور انجام می شود. این موضوع همچنین با نام سیم بندی آرمیچر شناخته می شود.
  • یاتاقان : دو مورد یاتاق با نام های یاتاقان پیشین و پسین وجود دارد که برای حرکت شفت مورد استفاده قرار می گیرد.
  • شفت : سیم پیچی آرمیچر بر روی یک آهن سرخ که به نام شفت موتور شناخته می شود قرار گرفته است.
  • رمزگشا : یک سنسور است که سرحت حرکت تقریبی موتور و تغییرات بر دقیقه موتور را آشکار می سازد.
ساختار موتور سرو
ساختار موتور سرو

مکانیزم سرو موتور

این موضوع از سه بخش زیر تشکیل شده است :

  • دستگاه کنترلی
  • سنسور خروجی
  • سیستم بازخورد

سرو موتور بر اساس پدیده سیستم اتوماتیک حلقه بسته کار خواهد کرد. واحد کنترل کننده برای سیستم های حلقه بسته ضروری است. این واحد از یک مقایسه گر و مسیر بازخورد تشکیل یافته است. یک ورودی و یک خروجی دارد. برای تولید یک سیگنال خروجی ، مقایسه گر برای مقایسه سیگنال مرجع خروجی و سیگنال اندازه گیری شده توسط سنسور خروجی به کار گرفته می شود. سیگنال ورودی به موتور به عنوان سیگنال بازخورد در نظر گرفته می شود. سیگنال مقایسه با نام سیگنال منطقی موتور شناخته می شود. موتور برای یک زمان مطلوب روشن می شود گاهی که تفاضل منطقی بالا باشد و خاموش می شود زمانی که این تفاضل پایین باشد. به صورت کلی ، یک مقایسه گر برای تصمیم گیری این موضوع که موتور روشن و یا خاموش شود مورد استفاده قرار می گیرد. عملکرد مناسب موتور با یک گیت کنترلی مناسب قابل پیاده سازی است.

بخش های داخلی یک موتور سرو
بخش های داخلی یک موتور سرو

کنترل سرو موتور :

موتورهای سرو موتور با روش PWM قابلیت کنترل دارد. اینها سیگنال های الکتریکی از عرض متناقض را به موتور ارسال می کنند. این سیگنال ها دارای بازه 1 تا 2 میلی ثانیه هستند و در هر ثانیه 50 بار تکرار خواهند شد. عرض پالس موقعیت زاویه ای شفت چرخشی را کنترل می کند. در این، سه اصطلاح استفاده می شود که نشان دهنده کنترل موتور سرو موتور می باشد، حداکثر پالس، حداقل پالس و سرعت تکرار سرتیترهای مهم برای این موضوع می باشند.

برای مثال یک سرو موتور با پالس 1 میلی ثانیه ای موتور را به زاویه 0 و با پالس 2 میلی ثانیه ای موتور را به زاویه 180 درجه انتقال می دهد و پالسی در این بازه موتور را در زاویه ای در این بازه قرار می دهد. بنابراین با پالسی به اندازه 1.5 میلی ثانیه موتور 90 درجه خواهد چرخید.

 

سه سیم در هر سرو موتور وجود دارد. دو سیم برای تغذیه مثبت و زمین و سیم سوم عامل انتقال سیگنال کنترلی است.

Pulse-Width-Modulation
Pulse-Width-Modulation
محل شفت موتور سرو
محل شفت موتور سرو

کار با سرو موتور :

سرو دارای یک سنسور موقعیت ، سیستم یاتاقان و مدار کنترلی است. این موتور زمانی که با باتری تغذیه شود سرعت حداکثری را در گشتاور پایین به دست می آورد. این سرعت پایین تر است و گشتاور بالاتر از دنده و محور شافت متصل به موتور DC است. موقعیت حسگرهای شفت توسط سنسور موقعیت از موقعیت قطعی و اطلاعات را به دست آورده و آن به مدار کنترل ارسال می کند. سیگنال ارسالی در این قسمت رمزگشایی می شود و موتور موقعیت مناب به خود می گیرد. این موضوع نیازمند ولتاژ مابین 4.8 تا 6 ولت است.

گیربکس برای کاهش سرعن به شفت وصل می شود. شفت خروجی گیربکس کاهش همان موتور است که با رمزگشا یا پتانسیومتر متصل است. خروجی رمزگشا سپس به مدار کنترل متصل می شود. سیم های سرو موتور نیز به مدار کنترل متصل می شوند. رمزگذار سیگنال بازخورد را به مدار کنترل می فرستد. هنگامی که موتور به زاویه مورد نیاز می رسد، مدار کنترل بر اساس سیگنال های دریافت شده از یک رمزگذار متوقف می شود.

برای مثال ، اگر موتور در زاویه 30 باشد و میکروپروسسور درخواست زاویه 60 کند ، سپس سیستم کنترلی موتور را در جهت عقربه های ساعت به چرخش در خواهد آورد. زمانی که موتور به زاوبه 60 رسید ، سیگنال قطع چرخش ارسال خواهد شد.

کاربردهای سرو موتور :

  • برای کنترل موقعیت و یا حرکت آسانسور در هواپیماهای رادیو کنترلی مورد استفاده قرار می گیرد.
  • نقشی مهم در صنعت اطلا عات رباتیک دارد که این ناشی از زاویه گیری دقیق آن ها است.
  • آنها در سیستم های هیدرولیک برای حفظ مایع هیدرولیک در صنعت هوافضا استفاده می شوند.
  • در اسباب بازی های رادیویی این نیز استفاده می شود.
  • آنها برای گسترش یا پخش سینی دیسک در دستگاه های الکترونیکی مانند دی وی دی و پخش کننده های دیسک Blu-ray مورد استفاده قرار می گیرند.
  • آنها برای حفظ سرعت وسایل نقلیه در صنایع خودرو استفاده می شوند

مزایا:

  • برای انجام عملیات چرخش در زیر بارهای سنگین ، راه انداز جریان بیشتری به سیم پیج موتور انتقال میدهد.
  • در این دست از موتور ها عملیات با سرعت بالا قابل انجام است.

معایب:

  • هزینه بالا
  • موتور سروو برای کنترل دقیق چرخش مناسب نیست، زیرا موتور سروو سعی دارد با استفاده از پالس های فرمان چرخش کند و به دلیل تاخر زمانی عقب می افتد.

 

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن