Servo varikliai naudojami kaip pavaros valdymo sistemoje CNC staklės kad gauti elektriniai signalai būtų konvertuojami į kampinį poslinkį arba kampinį greitį, perduodamą ant variklio veleno. Servo variklio viduje esantis rotorius yra nuolatinis magnetas. Pavaros valdoma U/V/W trifazė elektra sudaro elektromagnetinį lauką. Rotorius sukasi veikiamas šio magnetinio lauko. Tuo pačiu metu variklio kodavimo įrenginys perduoda signalą pavarai, o pavara palygina tikslinę vertę su grįžtamojo ryšio verte. Vertės palyginamos ir reguliuojamas rotoriaus sukimosi kampas.
Servovariklio tikslumas priklauso nuo kodavimo įrenginio tikslumo, t. y. pats servovariklis atlieka impulsų siuntimo funkciją. Kiekvieną kartą pasisukdamas vienu kampu, jis siunčia atitinkamą impulsų skaičių, todėl servovariklio ir servovariklio kodavimo įrenginio impulsai sudaro atsaką. Taigi tai yra uždaros grandinės valdymas.
Žingsninis variklis yra atviros grandinės valdymo elemento žingsninio variklio įtaisas, kuris elektros impulsų signalus konvertuoja į kampinį arba tiesinį poslinkį. Esant neperkrovai, variklio greitis ir stabdymo padėtis priklauso tik nuo impulso signalo dažnio ir impulsų skaičiaus, o apkrovos pokyčiai jiems įtakos neturi.
Kai žingsninis variklis gauna impulsinį signalą, jis priverčia žingsninį variklį suktis fiksuotu kampu nustatyta kryptimi, kuris vadinamas „žingsnio kampu“. Žingsninis variklis gali valdyti kampinį poslinkį valdydamas impulsų skaičių, kad būtų pasiektas tikslus padėties nustatymas. Jis taip pat gali valdyti variklio sukimosi greitį ir pagreitį valdydamas vairuotojo impulsų dažnį, kad būtų pasiektas didelis greitis. Todėl žingsninis variklis yra atviros kilpos valdymas.
Žingsninių variklių ir servo variklių skirtumas
kontrolierius
Žingsninio variklio valdiklis yra elektroninis gaminys, galintis siųsti vienodus impulsinius signalus. Kai jo siunčiamas signalas patenka į žingsninio variklio tvarkyklę, tvarkyklė jį paverčia stipriu srovės signalu, reikalingu žingsniniam varikliui veikti. Žingsninio variklio valdiklis gali tiksliai valdyti žingsninį variklį, kad jis suktųsi bet kokiu kampu. Tvarkyklė gauna impulsinį signalą. Kiekvieną kartą gavęs impulsą, tvarkyklė duoda varikliui impulsą, kad šis pasuktų variklį fiksuotu kampu. Dėl šios savybės žingsniniai varikliai šiandien plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose.
Servovariklio valdiklis yra valdiklis, naudojamas servovarikliui valdyti. Jo funkcija panaši į dažnio keitiklio, veikiančio įprastą kintamosios srovės variklį, funkciją. Tai servo sistemos dalis ir daugiausia naudojama didelio tikslumo padėties nustatymo sistemose. Paprastai servo variklis valdomas trimis būdais: padėties, greičio ir sukimo momento, kad būtų pasiektas didelio tikslumo perdavimo sistemos padėties nustatymas. Šiuo metu tai yra aukščiausios klasės perdavimo technologijos produktas.
Valdymo tikslumas
Kuo daugiau žingsninio variklio fazių ir dūžių, tuo didesnis jo tikslumas. Servovariklis pagrįstas integruotu kodavimo įrenginiu. Kuo didesnis kodavimo įrenginio mastelis, tuo didesnis tikslumas.
Kontrolės metodai
Vienas yra atviros grandinės valdymas, o kitas – uždaros grandinės valdymas.
Žemo dažnio charakteristikos
Žingsniniai varikliai, važiuodami mažais greičiais, linkę į žemo dažnio vibraciją. Paprastai žemo dažnio vibracijai įveikti naudojama slopinimo arba padalijimo technologija, o servovarikliai, važiuodami mažais greičiais, nevibruoja. Kintamosios srovės servo sistema turi rezonanso slopinimo funkciją, kuri gali padengti CNC staklės standumo trūkumą, o sistemos viduje yra dažnio analizės funkcija (FFT), kuri gali aptikti CNC staklės rezonanso tašką, kad būtų lengviau reguliuoti sistemą.
Sukimo momento dažnio charakteristikos
Žingsninio variklio išėjimo sukimo momentas mažės didėjant greičiui, o kintamosios srovės servovariklis turi pastovų sukimo momentą.
Perkrovos talpa
Žingsniniai varikliai neturi perkrovos pajėgumo, o kintamosios srovės varikliai turi didesnį perkrovos pajėgumą.
Veikimo efektyvumas
Žingsninis variklis naudoja atviros kilpos valdymą. Jei paleidimo dažnis per didelis arba apkrova per didelė, lengva prarasti žingsnius arba užstrigti. Kai greitis per didelis, lengva viršyti greitį. Servo sistema yra uždaros kilpos valdymo. Pavara gali tiesiogiai imti variklio kodavimo įrenginio grįžtamojo ryšio signalą. Padėties kilpa ir greičio kilpa yra suformuotos viduje. Paprastai žingsninis variklis nepraranda žingsnių ar viršija greitį, todėl valdymo veikimas yra patikimesnis.
Greičio reagavimo našumas
Žingsniniam varikliui įsibėgėti nuo stovinčios padėties iki darbinio greičio reikia šimtų milisekundžių, o kintamosios srovės servo sistema pasižymi geresniu įsibėgėjimo našumu, paprastai tik keliomis milisekundėmis, ir gali būti naudojama valdymo situacijose, kurioms reikalingas greitas paleidimas ir stabdymas.
Kintamosios srovės servo sistema daugeliu našumo aspektų pranašesnė už žingsninį variklį. Tačiau žingsniniai varikliai dažnai naudojami kaip vykdomieji varikliai mažiau reikliuose atvejuose. Todėl projektuojant valdymo sistemą reikėtų visapusiškai atsižvelgti į įvairius veiksnius, tokius kaip valdymo reikalavimai ir kaina, ir pasirinkti tinkamą valdymo variklį.
