Servomoteur - Fonctionnement, avantages et inconvénients

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Servo implique une commande de rétroaction de détection d'erreur qui est utilisée pour corriger les performances d'un système. Il nécessite également un contrôleur généralement sophistiqué, souvent un module dédié spécialement conçu pour une utilisation avec des servomoteurs. Les servomoteurs sont des moteurs à courant continu qui permettent un contrôle précis de la position angulaire. Ce sont des moteurs à courant continu dont la vitesse est lentement abaissée par les engrenages. Les servomoteurs ont généralement une révolution coupée de 90 ° à 180 °. Quelques servomoteurs ont également une coupure de révolution de 360 ​​° ou plus. Mais les servomoteurs ne tournent pas constamment. Leur rotation est limitée entre les angles fixes.

Le servomoteur est un assemblage de quatre éléments: un moteur à courant continu normal, un réducteur à engrenages, un dispositif de détection de position et un circuit de commande. Le moteur à courant continu est connecté à un mécanisme d'engrenage qui fournit une rétroaction à un capteur de position qui est principalement un potentiomètre. À partir de la boîte de vitesses, la sortie du moteur est délivrée par servo-cannelure au bras de servo. Pour les servomoteurs standards, l'engrenage est normalement composé de plastique tandis que, pour les servos haute puissance, l'engrenage est composé de métal.




Un servomoteur se compose de trois fils: un fil noir connecté à la terre, un fil blanc / jaune connecté à l'unité de commande et un fil rouge connecté à l'alimentation électrique.

La fonction du servomoteur est de recevoir un signal de commande qui représente une position de sortie souhaitée de l'arbre d'asservissement et d'appliquer l'alimentation à son moteur à courant continu jusqu'à ce que son arbre tourne dans cette position.



Il utilise le dispositif de détection de position pour déterminer la position de rotation de l'arbre, de sorte qu'il sait dans quel sens le moteur doit tourner pour déplacer l'arbre vers la position indiquée. L'arbre ne tourne généralement pas librement comme un moteur à courant continu, mais peut simplement tourner à 200 degrés.

Servomoteur

Servomoteur

A partir de la position du rotor, un champ magnétique rotatif est créé pour générer efficacement le toque. Le courant circule dans l'enroulement pour créer un champ magnétique rotatif. L'arbre transmet la puissance de sortie du moteur. La charge est entraînée par le mécanisme de transfert. Des terres rares à haute fonction ou un autre aimant permanent sont positionnés à l'extérieur de l'arbre. L'encodeur optique surveille toujours le nombre de tours et la position de l'arbre.


Fonctionnement d'un servomoteur

Le servomoteur se compose d'un moteur à courant continu, d'un système d'engrenage, d'un capteur de position et d'un circuit de commande. Les moteurs à courant continu sont alimentés par une batterie et fonctionnent à haute vitesse et à faible couple . L'ensemble engrenage et arbre connecté aux moteurs CC abaisse cette vitesse jusqu'à une vitesse suffisante et un couple plus élevé. Le capteur de position détecte la position de l'arbre à partir de sa position définie et transmet les informations au circuit de commande. Le circuit de commande décode en conséquence les signaux du capteur de position et compare la position réelle des moteurs avec la position souhaitée et commande en conséquence le sens de rotation du moteur à courant continu pour obtenir la position requise. Le servomoteur nécessite généralement une alimentation CC de 4,8 V à 6 V.

Contrôle d'un servomoteur

Un servomoteur est contrôlé en contrôlant sa position à l'aide de la technique de modulation de largeur d'impulsion. La largeur de l'impulsion appliquée au moteur varie et est envoyée pendant une durée fixe.

La largeur d'impulsion détermine la position angulaire du servomoteur. Par exemple, une largeur d'impulsion de 1 ms entraîne une position angulaire de 0 degré, tandis qu'une largeur d'impulsion de 2 ms entraîne une largeur angulaire de 180 degrés.

Avantages:

  • Si une charge lourde est placée sur le moteur, le pilote augmentera le courant vers la bobine du moteur pendant qu'il tente de faire tourner le moteur. Il n'y a pas de condition de décalage.
  • Un fonctionnement à grande vitesse est possible.

Désavantages:

  • Puisque le servomoteur essaie de tourner selon les impulsions de commande mais est en retard, il ne convient pas pour un contrôle de précision de la rotation.
  • Coût plus élevé.
  • À l’arrêt, le rotor du moteur continue d’aller et de venir d’une impulsion, de sorte qu’il ne convient pas si vous devez éviter les vibrations

7 Applications des servomoteurs

Les servomoteurs sont utilisés dans des applications nécessitant des variations rapides de vitesse sans que le moteur ne surchauffe.

  • Dans les industries, ils sont utilisés dans les machines-outils, l'emballage, l'automatisation d'usine, la manutention, la conversion d'impression, les lignes d'assemblage et de nombreuses autres applications exigeantes en robotique, en machines CNC ou en fabrication automatisée.
  • Ils sont également utilisés dans les avions radiocommandés pour contrôler le positionnement et le mouvement des ascenseurs.
  • Ils sont utilisés dans les robots en raison de leur mise en marche et de leur arrêt en douceur et de leur positionnement précis.
  • Ils sont également utilisés par l'industrie aérospatiale pour maintenir le fluide hydraulique dans leurs systèmes hydrauliques.
  • Ils sont utilisés dans de nombreux jouets radiocommandés.
  • Ils sont utilisés dans les appareils électroniques tels que les DVD ou les lecteurs de disques Blue-ray pour étendre ou lire les plateaux de disques.
  • Ils sont également utilisés dans les automobiles pour maintenir la vitesse des véhicules.

Circuit d'application du servomoteur

À partir du circuit d'application ci-dessous: Chaque moteur a trois entrées: VCC, masse et un signal carré périodique. La largeur d'impulsion de l'onde carrée détermine la vitesse et la direction des servomoteurs. Dans notre cas, il nous suffit de changer la direction pour permettre à l'appareil d'avancer, reculer et tourner à gauche et à droite. Si la largeur d'impulsion est inférieure à un certain laps de temps, le moteur se déplacera dans le sens des aiguilles d'une montre. Si la largeur d'impulsion dépasse ce laps de temps, le moteur se déplacera dans le sens antihoraire. La période intermédiaire peut être ajustée grâce à un potentiomètre intégré à l'intérieur du moteur.

Circuit de servomoteur

3 différences entre le moteur pas à pas et le servomoteur:

  • Les moteurs pas à pas ont un grand nombre de pôles, des paires magnétiques générées par un aimant permanent ou un courant électrique. Les servomoteurs ont très peu de pôles, chaque pôle offre un point d'arrêt naturel pour l'arbre du moteur.
  • Le couple d'un moteur pas à pas à bas régime est supérieur à celui d'un servomoteur de même taille.
  • Le fonctionnement du moteur pas à pas est synchronisé par les signaux d'impulsion de commande émis par le générateur d'impulsions. En revanche, le fonctionnement du servomoteur est en retard sur les impulsions de commande.

Maintenant, vous avez une idée du fonctionnement du servo-mètre si vous avez des questions à ce sujet ou si les projets électriques et électroniques laissez les commentaires ci-dessous.

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