Серво мотор срещу индукционен двигател
Моторите са клас електромеханични устройства, които преобразуват електрическата енергия в механична. В някои приложения е необходим чист въртящ момент за задвижване на механизъм, а в някои приложения позицията и скоростта на въртене на механизма трябва да се контролират. Индукционният двигател доставя чисто неконтролиран въртящ момент, докато серво моторите доставят контролиран въртящ момент, където скоростта и позицията на вала (ротора) могат да се регулират.
Повече за индукционните двигатели
Въз основа на принципите на електромагнитната индукция, първите асинхронни двигатели са изобретени от Никола Тесла (през 1883 г.) и Галилео Ферарис (през 1885 г.), независимо един от друг.
Асинхронният двигател се състои от две основни части, статор и ротор. Статорът в асинхронния двигател е серия от концентрични магнитни полюси (обикновено електромагнити), а роторът е серия от затворени намотки или алуминиеви пръти, подредени по начин, подобен на клетка на катерица; оттук и името ротор с катерица. Валът за предаване на произведения въртящ момент е през оста на ротора. Роторът е поставен в цилиндричната кухина на статора, но не е електрически свързан към никаква външна верига. Не се използва комутатор, четки или друг свързващ механизъм за подаване на ток към ротора.
Както всеки двигател, той използва магнитни сили, за да върти ротора. Връзките в намотките на статора са подредени по такъв начин, че противоположните полюси се генерират от точно противоположната страна на намотките на статора. Във фазата на стартиране се създават магнитни полюси по периодично изместващ се начин по периметъра. Това създава промяна в потока през намотките в ротора и индуцира ток. Този ток създава магнитно поле в ротора и взаимодействието между полето на статора и индуцираното поле задвижва двигателя.
Асинхронните двигатели са направени да работят както с единични, така и с многофазни токове; последното за тежкотоварни машини, които изискват голям въртящ момент. Скоростта на асинхронните двигатели може да се контролира с помощта на броя на магнитните полюси в полюса на статора или чрез регулиране на честотата на входния източник на енергия. Приплъзването, което е мярка за определяне на въртящия момент на двигателя, дава индикация за ефективността на двигателя. Тъй като намотките на ротора с късо съединение имат малко съпротивление, малко приплъзване индуцира голям ток в ротора и създава голям въртящ момент. И все пак скоростта на въртене на ротора е по-бавна от честотата на входния източник на енергия (или скоростта на въртене на полето на статора). Индукционните двигатели нямат вериги за обратна връзка за управление на двигателя.
Повече за серво моторите
Технически, серво мотор е всеки двигател, който има обратна връзка и управление със затворен контур и е само част от серво механизъм, в който отрицателната обратна връзка се използва за управление на работата на двигателя.
Но често използваните промишлени серво мотори са нормални променливотокови асинхронни двигатели с добавени функции като нискоинерционен ротор, спирачка с висок въртящ момент и вграден енкодер за обратна връзка за скорост и позиция. Всички тези компоненти се комбинират, за да работят със серво задвижване. Сервомеханизмите с постояннотокови двигатели обикновено се използват в радиоуправляеми устройства, обикновени инструменти, които изискват ниска мощност и висока точност.
Статорът на DC серво мотора обикновено се формира с постоянни магнити, поставени на 900 около ротора. Сервомоторите са проектирани да доставят значително постоянни нива на въртящ момент и имат ниска инерция. Входът към сервомотора е под формата на импулси и при всеки импулс моторът ще се върти с крайна, точна сума.
Серво моторите могат да доставят висок въртящ момент и позицията и скоростта на двигателя могат да се контролират. Поради това сервомоторите се използват широко в приложения, свързани с роботиката и системите за управление.
Каква е разликата между асинхронен двигател и серво мотор?
• Серво моторът има затворена система за отрицателна обратна връзка, докато общият асинхронен двигател има механизми за обратна връзка (във вграден енкодер).
• Скоростта и позицията на сервомотора могат да се регулират и контролират с по-голяма прецизност, докато при асинхронните двигатели може да се регулира само скоростта.
• Серво моторите имат ниска инерция, докато роторът на асинхронния двигател има по-висока инерция.
• Серво моторът е клас контролирани двигатели и може да бъде асинхронен двигател или друг тип.
