Servo motor lar, çeşitli endüstrilerde en yaygın kullanılan değişken hızlı sürücüler arasındadır. Piyasadaki farklı servo motor tipleri sayesinde, uygulamanız için doğru olanı bulmak nispeten kolaydır.
Temel olarak, bir servo motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren kendi kendine yeten bir elektrikli cihaz olarak tanımlanabilir. Motor, makinenin parçalarının yüksek verimlilik ve mükemmel hassasiyetle dönmesini sağlar. Kapalı devre bir kontrol sisteminin parçası olarak çalışarak, servo motorlar önemli miktarda değişken tork sunar. Bu, çıkışı istenen konuma taşıyarak gerçekleşir.
Ayrıca, çeşitli endüstriler servo motorları birçok farklı uygulamada kullanır. Kompakt boyutları ve güçlü tasarımları, bu küçük aletlerin hassas kontrol işlemleri gerçekleştirmesini kolaylaştırır. RC servo motorları genellikle hobi servoları olarak bilinir çünkü basitlik ve tutarlılık için tasarlanmıştır.
Mikroişlemciler, güç transistörleri ve üç telin (güç, toprak ve kontrol) dahil edilmesi, bu şık motorların popülaritesini artırır. Bazı tipler ayrıca diğerlerinden daha uygun fiyatlıdır ve bu da onları hobi servoları olarak kullanmak için ideal hale getirir.
Servo Motorlar Nelerdir?
Servo motor, konumsal geri bildirim kullanarak hareketi kontrol eden kapalı devre bir mekanizmadır. Çıkış şaftı için konumsal bir komutu temsil eden analog veya dijital bir sinyal kullanabilirler.
Servo motorlar, açısal veya doğrusal konumu kontrol eden doğrusal veya dönme aktüatörleridir. Daha gelişmiş versiyonlarında, hızı ve ivmeyi de kontrol ederler. Her servo motor, bir motor, potansiyometre ve analog veya dijital girişlerde komutlar alan bir kontrol devresinden oluşur. Kontrolör sinyali yorumlar ve servo motora nerede ve nasıl hareket edeceğini söyler.
Servo Motorların Farklı Kullanımları
Kullandığınız mekanizma türüne bağlı olarak farklı servo motor uygulamaları mevcuttur. Düzinelerce endüstri ve mühendislik firması sayısız nedenden dolayı servo motorlara güvenir. Bu mekanizmalar çeşitli süreçleri optimize ederek otomasyon ve atık azaltma yoluyla işçi güvenliğinin, hızının ve verimliliğinin artmasına katkıda bulunur. Servo motorların kullanım sayısı her geçen yıl artmaya devam etmektedir ve birkaç endüstri örneği şunlardır:
- Robotik
- Taşıma Sistemleri
- CNC İşleme
- Askeri ve Savunma Projeleri
- Üretim
- Gıda İşleme
Bu makalede vurgulayacağımız yüksek hassasiyetli kontrol özelliğine sahip en önemli servo motor türleri şunlardır:
DC Servo Motorlar
DC servo motor, daha yaygın servo motor türlerinden biridir. Döner aktüatörüyle motor, konum, hız ve ivmenin hassas kontrolünü sağlar.
DC servo motorda, armatür kontrollü kalıcı alan motoruna benzer bir alan kontrolü sağlayan kalıcı mıknatıs şönt motoru vardır. Bu, nihayetinde aynı motor performansını sağlar ve bu da yüksek durma torkunu belirler. Torkta bir düşüş elde etmek için, sadece hızı artırın.
Bu motorun hız düzenlemesi önemli ölçüde daha az olsa da, sabit mıknatıs, alan voltajı polaritesini tersine çevirerek elde edilebilen bir dönüş sağlar. Bu, bölünmüş seri alan sargısı kullanılarak mümkün hale getirilir.
DC motor ile AC motor arasındaki temel fark, farklı güç kaynaklarına sahip olmalarıdır. DC servo motor genellikle piller gibi ayrı bir DC kaynağına güvenirken, AC motorların bir elektrik prizine ihtiyacı vardır.
Birkaç yaygın DC servo motor uygulaması şunlardır:
- Takım tezgahları
- Robotik
- Sayısal olarak kontrol edilen ekipman
- Yarı iletken cihazlar
- Uçaklar
AC Servo Motorlar
AC servo motorlar alternatif akımla çalıştırılır ve temel olarak iki temel parçadan oluşur: dış stator ve iç rotor. Daha iyi kontrol sunarlar ve ayrıca daha düşük başlangıç gücü taleplerine sahiptirler. Kontrol sinyali, statik konumu ayarlamak yerine dönüşün hızı ve yönü olarak işlev görür. Bu motor tipinde dönüş sensörünü korumak için bir dişli mekanizması bulunur.
Bu motoru dikkate almak için en önemli neden, hız geri bildirimini ve daha fazla torku değiştirmeye olanak tanıyan geniş özelleştirilebilirliğidir. Ayrıca, konumsal dönüş servosu, motorun etkileyici bir 180 derece dönmesini sağlayan bir çıkış şaftına sahiptir.
Motor, öncelikle dönüşü önlemek için dişli mekanizmasına yerleştirilmiş fiziksel durdurucular içerir. AC servo motor aşağıdaki uygulamalarda tahrik motoru olarak kullanılabilir:
- Otomatik konveyör bantları ve ekipmanları
- Ağır sanayi makineleri
- Çeşitli endüstrilerde otomasyon teknolojisi
- Çamaşır makineleri
- Elektrikli bıçak bileyiciler
- Ofis ekipmanları
- Fırınlar
- Su ısıtıcısı
Doğrusal Servo Motorlar
Doğrusal servo motor, yükün doğrudan motorun hareketli kısmına bağlandığı doğrudan tahrik çözümüdür. Bu, gerekli eksen boyunca doğrusal bir hareket üretmek için gerçek akım ve voltaja dayalı hız ve kuvvet ürettiği anlamına gelir. Çoğu zaman, doğrusal servolar çıkışlarını değiştirmek için bir kremayer ve pinyon mekanizması kullanır.
Doğrusal model sürekli dönüşlü bir servo motora sahip olduğundan, herhangi bir yönde süresiz olarak hareket edebilir. Alınan komut sinyallerine bağlı olarak gerekli hızı değiştirecektir. Bu, motorun küçük armatür endüktif reaktansı nedeniyle hızlı ve doğru bir yanıt sunduğunda gerçekleşir.
Birden fazla konfigürasyonda mevcut olmalarına rağmen, hepsi aşağı yukarı aynı şekilde çalışır. Çoğu zaman, doğrusal bir servo motor aşağıda listelenenler gibi uygulamalarda kullanılır:
- Sürgülü kapılar
- Bagaj taşıma makineleri
- Büyük ölçekli dökme malzeme taşımacılığı
- Tezgahlarda mekiği itme
- Malzeme taşıma vinçleri
- Sıvı metal pompalayan makineler
Döner Servo Motorlar
Döner servo motor, bir şeyi dairesel olarak döndürerek çalışır. Bu, ileri geri hareket kullanan doğrusal servo motordan farklıdır. Döner servo motorlar, esas olarak dairesel hareket ederek çalışan elektrikli gıda mikserleri gibi yiyecek ve içecek işleme ekipmanlarında kullanılır.
Dairesel hareket ederek malzemeleri veya malzemeleri karıştıran makinelerde kullanılabilirler. Ek olarak, döner servo motorlar popüler olarak aşağıdaki uygulamalarda bulunabilir:
- Radyo kontrollü arabalar
- Oyuncaklar
- Robotlar
- Havacılık uygulamaları
Fırçasız Servo Motorlar
Fırçasız servo motor, sabit bir armatürü döndüren kalıcı mıknatıs şönt kontrol motoruna sahiptir. Bu armatür akımı, akımı hareketli armatüre bağlamayla ilgili sorunları ortadan kaldırır. Esasen, bir elektronik kontrolör, normal bir DC motorun fırça tertibatının yerini alır. Birçok durumda, bu servo motorlar besleme sinyalini etkinleştirmek için bir tür kodlayıcı ile birleştirilir.
Fırçasız servo motorlar, hassas konum kontrolü ve yüksek hızlar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış BLDC motorlarının belirli bir alt kümesi olduğundan. Çıkış daha yüksek olduğundan çok daha iyi tork hızı ve kontrolü vardır. Bunlar öncelikle CNC makinelerinde kullanılır.
Analog Servo Motorlar
Genellikle, analog servo motorlar analog bir kontrol devresini çalıştırmak için tasarlanmış sürücülere veya amplifikatörlere atıfta bulunur. Kontrol girişleri genellikle geleneksel +/- 10 voltaj sinyal hızı veya torkudur.
Bu tip servo motorun yaygın bir örneği, bir arabadaki seyir kontrol işlevidir. Servo motor hızını ölçer ve bilgileri bir kontrol devresine geri besler. Bu da seçilen hızı korumak için hızlandırıcıyı ayarlar.
Analog servoyu popüler bir seçim yapan avantajlar arasında uygun fiyat, daha düşük güç tüketimi ve düşük frekanslı duyulabilir gürültü bulunur. Tipik uygulamalar şunları içerir:
- Spor seviyesindeki arabalar ve kamyonlar
- Tıbbi ekipman
- Düşük voltaj gerektiren metroloji uygulamaları
- Ölçek ve spor uçakları
Dijital Servo Motorlar
Dijital servo motorlar, yalnızca yüksek frekanslı voltaj darbelerini almak için değil, aynı zamanda bu darbelerde eylemi yönlendirmek için küçük bir mikroişlemci kullanır. Tipik olarak, dijital bir servo, analog bir sinyalin gönderdiği darbe miktarının neredeyse altı katını gönderir. Daha hızlı darbeler, daha hızlı ve daha pürüzsüz tepki süreleri üreten tutarlı tork sağlar. Dijital servoların analog muadillerinden daha gürültülü olduğunu belirtmekte fayda var.
Daha yüksek model uçaklar ve diğer daha gelişmiş hobi uygulamaları dijital servoların kullanımından faydalanır. Dijital servo motorları kullanan diğer önemli uygulamalar:
- Ev elektroniği cihazları
- Blu-ray disk cihazları, disk tepsilerini çıkarmak ve geri çekmek için servoları kullanır
Servo Motorlar Nasıl Kullanılır
Servo motorların, diğer motor tipleri gibi, voltaj, akım, çalışma hızı, tork, kontrol darbesi, çözünürlük ve darbe ve ağırlık gibi kendi özellikleri vardır.
Güç Kaynağı Voltajı ve Akımı:
Güç kaynağı voltajı ve akım değerleri her servo motor tipi için belirtilir ve uygulamaya bağlıdır. Yaygın RC servo motorları 4 – 6 V ve 100 mA – 2 A aralığındaki beslemelerden güç alır.
Çalışma Hızı :
Bir servo motorun çalışma hızı, şaftın belirli bir konuma ulaşması için gereken süre olarak tanımlanır. Yaygın servoların çalışma hızları 0,05 ila 0,2 s/60 derece aralığındadır.
Tork :
Servo motorların torklarının tipik değerleri 0,5 ila 10 kg/cm aralığındadır.
Kontrol Darbesi :
Kontrol darbesi, şaftı konumlandırmak için kullanılan darbe türüne atıfta bulunur. RC uygulamalarında kullanılan iki ana kontrol darbesi türü vardır: 1-2 ms’de merkez konumu ve 1,25-1,75 ms.
Çözünürlük :
Harici bir komut sinyali aldığında şaftın konumlandırıldığı hassasiyeti tanımlar. Tipik servo motorların çözünürlükleri 1 dereceden 10 dereceye kadardır.
Boyut ve Ağırlık :
Bu özellik, projelerin mekanik tasarımında önemlidir. Tipik RC servo motorlarının ağırlık aralığı 15 ila 200 g arasındadır.
Servo Motorların Uygulamaları
Servo Motorların en iyi yanı, verimli ve küçük olmalarıdır, ancak hassasiyet ve konum kontrolü gerektiren uygulamalarda kullanılabilecek kadar uygundurlar. Motor, genişlik modülatör sinyaline sahip darbe ile kontrol edilir. Motorların uygulamaları genellikle robotik, bilgisayar, DVD/CD oynatıcılar vb. ile ilgilidir. Bu motorlar, belirli bir görevin belirli bir şekilde sıklıkla gerçekleştirilmesi gereken uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Aşağıda Servo Motorların en iyi uygulamalarına ilişkin kısa bir genel bakış verilmiştir.
Konveyör Bantları
Konveyör bantlarının kullanıldığı endüstrilerde, Servo Motorlar vazgeçilmez bir üründür. Motor, ürünleri farklı aşamalarda taşıyan konveyör bantlarını başlatmak, hareket ettirmek ve ayrıca durdurmak için kullanılır. Örneğin, ürünler, konveyör bantlarının çalışmasına yardımcı olan Servo Motorların yardımıyla şişeleme, paketleme ve ürün etiketleme aşamalarından geçer.
Kameralar
İnanın ya da inanmayın, video çekmek ve görüntü yakalamak için tuttuğunuz kameralarda da Servo Motorlar bulunur. Motor, odak dışı görüntülerin iyileştirilmesi için lenslerin düzeltilmesi amacıyla kameraya yerleştirilmiştir. Aslında, eğlence sektörü Servo Motorların başlıca kullanıcılarından biridir çünkü Servo aktüatörler film çekimi ve canlı performans ve oyunların yayınlanması için kurulumların bir parçası olarak kullanılır. Küçük motorlar ayrıca kameraların içindeki lensleri kaydırmak ve döndürmek için de kullanılır.
Robotik
Robotik alanında, robot eklemlerini hareket ettirmek, iş aletlerini çalıştırmak ve endüstrilerde kendi kendine hareket eden makinelerin tekerleklerini döndürmek için kullanılır. Nano veya mikro modifikasyonlara sahip dev endüstriyel robotlar, insan uzuvlarının hareketlerindeki el becerisini taklit etmek için kullanılır.
Güneş Takip Sistemleri
Servo motorlar, panellerin açısını ayarlamak için güneş izleyicilerinde kullanılır, böylece panelin yüzü Güneş’e dönük kalır. Özel motorlar, güneş ışığını emmek için uygun konumu ayarlamak ve motora o konuma hareket etmesini emretmek için teknolojiyi kullanır.
Tekstil Endüstrisi
Servo motor, tekstil endüstrilerinde dokuma ve eğirme makinelerini, tezgahları ve örme makinelerini kontrol etmek için kullanılır. Motorlar ayrıca freze makineleri için belirli hareket kontrolleri sunmak amacıyla kesme ve metal şekillendirmede de kullanılır.
Servo Motorun Çeşitli Uygulamaları
Servo Motorun ayrıca birçok çeşitli uygulaması vardır, örneğin tiyatrolar, hastaneler ve süpermarketler gibi halka açık yerlerdeki kapıları kontrol etmek için kullanılır. Konturlama, kesme, ahşap ve metal kesme gibi endüstriyel otomasyona ihtiyaç duyan diğer alanlar da entegrasyon kolaylığı ve performanstaki tekdüzelik nedeniyle motorları kullanır.
