I servomotori CC sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni industriali e di automazione grazie alla loro elevata precisione, all'eccellente controllo della velocità e alle caratteristiche di coppia. I dispositivi di feedback svolgono un ruolo cruciale nel funzionamento dei servomotori CC, poiché forniscono informazioni essenziali sulla posizione, velocità e coppia del motore. Queste informazioni vengono utilizzate dal controller del motore per regolare le prestazioni del motore e garantire un funzionamento accurato e stabile. In qualità di fornitore di servomotori CC, presenterò alcuni tipi comuni di dispositivi di feedback utilizzati nei servomotori CC.
Codificatori
Gli encoder sono uno dei dispositivi di feedback più comunemente utilizzati nei servomotori CC. Possono essere classificati in due tipologie principali: encoder incrementali ed encoder assoluti.
Encoder incrementali
Gli encoder incrementali generano una serie di impulsi mentre l'albero del motore ruota. Il numero di impulsi è proporzionale allo spostamento angolare dell'albero. Contando questi impulsi, il controller può determinare la velocità del motore e la posizione relativa dell'albero. Gli encoder incrementali sono relativamente semplici ed economici, il che li rende adatti a molte applicazioni generiche.
Il principio di base di un encoder incrementale prevede un disco rotante con fessure o marcature equidistanti. Mentre il disco ruota, una sorgente luminosa e un fotorivelatore rilevano il passaggio di queste fessure, generando impulsi elettrici. La risoluzione di un encoder incrementale è determinata dal numero di slot sul disco. Gli encoder a risoluzione più elevata possono fornire informazioni più precise sulla posizione e sulla velocità.
Ad esempio, in un'applicazione con braccio robotico, è possibile utilizzare un encoder incrementale per monitorare il movimento di ciascun giunto. Il controller può utilizzare il feedback dell'encoder per controllare con precisione la velocità e la posizione dei giunti, consentendo al braccio robotico di eseguire compiti complessi con elevata precisione.
Encoder assoluti
Gli encoder assoluti, invece, forniscono in qualsiasi momento un valore di posizione assoluto per l'albero motore. A differenza degli encoder incrementali, che forniscono solo informazioni sulla posizione relativa, gli encoder assoluti possono determinare immediatamente la posizione esatta dell'albero senza la necessità di un punto di riferimento o di inizializzazione.
Gli encoder assoluti utilizzano in genere uno schema di codifica più complesso sul disco rotante. Ogni posizione sul disco corrisponde a un codice digitale univoco. Quando l'encoder è acceso, il controllore può leggere il codice e ottenere direttamente la posizione dell'albero. Ciò rende gli encoder assoluti ideali per applicazioni in cui è richiesto un controllo preciso della posizione, come nelle macchine CNC.
In una fresatrice CNC, un encoder assoluto può garantire che l'utensile da taglio sia sempre nella posizione corretta, garantendo operazioni di lavorazione di alta qualità. La capacità di conoscere la posizione esatta immediatamente dopo l'accensione riduce inoltre i tempi di configurazione e migliora la produttività complessiva.
Tachimetri
I tachimetri vengono utilizzati per misurare la velocità di rotazione del servomotore CC. Forniscono un'uscita di tensione proporzionale alla velocità del motore. Esistono due tipi principali di tachimetri: tachimetri CC e tachimetri CA.
Tachimetri CC
I tachimetri DC funzionano secondo il principio dell'induzione elettromagnetica. Un generatore CC a magnete permanente è accoppiato all'albero del motore. Mentre l'albero ruota, il generatore produce una tensione continua direttamente proporzionale alla velocità di rotazione.
La tensione di uscita di un tachimetro CC può essere facilmente misurata e utilizzata dal controller del motore per regolare la velocità del motore. I tachimetri CC sono relativamente semplici e affidabili, ma possono essere influenzati dalle variazioni di temperatura e del campo magnetico.
In un sistema a nastro trasportatore, è possibile utilizzare un tachimetro CC per monitorare la velocità del motore che aziona il nastro. Se la velocità si discosta dal valore impostato, il controller può regolare la tensione di ingresso del motore per mantenere una velocità costante, garantendo un funzionamento regolare ed efficiente del sistema di trasporto.
Tachimetri CA
I tachimetri CA generano un'uscita di tensione CA proporzionale alla velocità del motore. Spesso si basano sul principio di un campo magnetico rotante. La frequenza di uscita di un tachimetro CA è correlata alla velocità del motore.
I tachimetri CA sono meno influenzati dalle variazioni di temperatura e del campo magnetico rispetto ai tachimetri CC. Sono comunemente utilizzati in applicazioni ad alta velocità in cui la misurazione accurata della velocità è fondamentale.
Ad esempio, in un motore mandrino ad alta velocità utilizzato in una rettificatrice di precisione, un tachimetro CA può fornire un feedback accurato della velocità. Il controller può quindi regolare l'alimentazione del motore per mantenere una velocità di rotazione stabile e precisa, garantendo operazioni di rettifica di alta qualità.
Risolutori
I risolutori sono dispositivi elettromagnetici in grado di fornire informazioni sia sulla posizione che sulla velocità per i servomotori CC. Sono costituiti da uno statore e un rotore. Lo statore ha due o più avvolgimenti e il rotore è collegato all'albero motore.
Quando una tensione di eccitazione CA viene applicata a uno degli avvolgimenti dello statore, viene generata una tensione indotta negli altri avvolgimenti dello statore. L'entità e la fase della tensione indotta dipendono dalla posizione angolare del rotore. Misurando queste tensioni, il controller può determinare la posizione dell'albero motore.
I risolutori sono noti per la loro robustezza e affidabilità. Possono funzionare in ambienti difficili, comprese condizioni di alta temperatura, vibrazioni elevate e umidità elevata. Ciò li rende adatti per applicazioni nei settori aerospaziale e automobilistico.
Nel sistema di controllo di volo di un aereo, un risolutore può essere utilizzato per monitorare la posizione delle superfici di controllo come alettoni ed elevatori. L'affidabile feedback della posizione fornito dal risolutore garantisce il funzionamento sicuro e accurato dell'aereo.
Sensori ad effetto Hall
I sensori ad effetto Hall vengono utilizzati per rilevare la posizione e la velocità del motore. Funzionano in base all'effetto Hall, che è la generazione di una differenza di tensione attraverso un conduttore quando è posto in un campo magnetico e una corrente lo attraversa.
In un servomotore CC, i sensori ad effetto Hall vengono spesso utilizzati per rilevare la posizione dei magneti del rotore. Posizionando i sensori ad effetto Hall attorno allo statore del motore, il controller può determinare la posizione del rotore e regolare di conseguenza la corrente negli avvolgimenti dello statore.
I sensori ad effetto Hall sono piccoli, economici e hanno tempi di risposta rapidi. Sono comunemente utilizzati in applicazioni a basso costo e ad alto volume, come nell'elettronica di consumo e nei sistemi di automazione su piccola scala.
Ad esempio, in un giocattolo robotico di piccole dimensioni, i sensori ad effetto Hall possono essere utilizzati per controllare il movimento delle articolazioni del giocattolo. I sensori forniscono un feedback di posizione al controller, consentendo al giocattolo di eseguire movimenti semplici in modo accurato.
In qualità di fornitore di servomotori CC, offriamo un'ampia gamma di prodotti compatibili con diversi tipi di dispositivi di feedback. NostroMini servoazionamento CCè progettato per funzionare perfettamente con encoder, tachimetri e altri dispositivi di feedback, fornendo un controllo preciso dei servomotori CC. NostroServomotore a bassa tensioneè adatto per applicazioni in cui è necessario ridurre al minimo il consumo energetico e i dispositivi di feedback garantiscono un funzionamento accurato. Inoltre, il nostroMotore Torque senza telaiooffre prestazioni di coppia elevata con l'aiuto di tecnologie di feedback avanzate.
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Riferimenti
- Dorf, RC e Bishop, RH (2017). Sistemi di controllo moderni. Pearson.
- Krause, PC, Wasynczuk, O. e Sudhoff, SD (2013). Analisi di macchine elettriche e sistemi di azionamento. Wiley.
- Johnson, RA (2006). Servomotori e teoria del controllo industriale. Elsevier.