Qu'est-ce que le servo, la servodirection

Un servomoteur est un entraînement dont le contrôle précis est effectué par rétroaction négative et vous permet ainsi d'obtenir les paramètres nécessaires du mouvement du corps de travail.

Les mécanismes de ce type ont un capteur qui surveille un paramètre spécifique, par exemple la vitesse, la position ou la force, ainsi qu'une unité de commande (des tiges mécaniques ou un circuit électronique) dont la tâche est de maintenir automatiquement le paramètre requis pendant le fonctionnement de l'appareil , en fonction du signal du capteur à tout moment.

La valeur initiale du paramètre de fonctionnement est réglée à l'aide d'une commande, par exemple bouton du potentiomètre ou en utilisant un autre système externe où une valeur numérique est saisie. Ainsi, le servo variateur exécute automatiquement la tâche assignée - en s'appuyant sur le signal du capteur, il ajuste avec précision le paramètre défini et le maintient stable sur le variateur.

De nombreux amplificateurs et régulateurs à rétroaction négative peuvent être appelés servos.Par exemple, les servocommandes incluent le freinage et la direction dans les voitures, où un amplificateur manuel a nécessairement une rétroaction de position négative.

Principaux composants du servo :

• Unité d'entraînement ;

• Capteur;

• Unité de contrôle;

• Convertisseur.

Par exemple, un vérin pneumatique avec une tige ou un moteur électrique avec une boîte de vitesses peut être utilisé comme entraînement. Le capteur de retour peut être encodeur (capteur d'angle) ou par exemple Capteur à effet Hall… Unité de contrôle — onduleur individuel, convertisseur de fréquence, servoamplificateur (servodrive anglais). Le dispositif de commande peut immédiatement comprendre un capteur de signal de commande (transducteur, entrée, capteur de choc).

Dans sa forme la plus simple, l'unité de commande d'un servomoteur électrique est basée sur un circuit de comparaison des valeurs des signaux réglés et du signal provenant du capteur de retour, à la suite de quoi une tension de la polarité appropriée est fournie au moteur électrique.

Si une accélération ou une décélération douce est nécessaire pour éviter les surcharges dynamiques du moteur électrique, des schémas de contrôle plus complexes basés sur des microprocesseurs sont appliqués, ce qui peut positionner le corps de travail plus précisément. Ainsi, par exemple, le dispositif de positionnement des têtes dans les disques durs est agencé.

Le contrôle précis de groupes ou de servomoteurs individuels est obtenu à l'aide de contrôleurs CNC, qui peuvent d'ailleurs être construits sur des contrôleurs logiques programmables. Les servomoteurs basés sur de tels contrôleurs atteignent une puissance de 15 kW et peuvent développer un couple allant jusqu'à 50 Nm.

Les servocommandes rotatives sont synchrones, avec la possibilité d'un réglage extrêmement précis de la vitesse de rotation, de l'angle de rotation et de l'accélération, et asynchrones, où la vitesse est maintenue très précisément même à des vitesses extrêmement basses.

Les servomoteurs synchrones sont capables d'accélérer très rapidement jusqu'à la vitesse nominale. Les servos linéaires circulaires et plats sont également courants, permettant des accélérations jusqu'à 70 m/s².

En général, les dispositifs d'asservissement sont subdivisés en électrohydromécaniques et électromécaniques. Dans les premiers, le mouvement est généré par le système piston-cylindre et la réponse est très élevée, les seconds utilisent simplement un moteur électrique avec une boîte de vitesses, mais les performances sont d'un ordre de grandeur inférieur.

Le champ d'application des servocommandes est aujourd'hui très large, en raison de la possibilité d'un positionnement extrêmement précis du corps de travail.

Il existe des serrures mécaniques, des vannes et des organes de travail de divers outils et machines-outils, en particulier à commande numérique, y compris des machines automatiques pour la production en usine de cartes de circuits imprimés et divers robots industriels et de nombreux autres outils de précision. Les servomoteurs à grande vitesse sont très populaires auprès des modèles réduits d'avions. En particulier, les servomoteurs se distinguent par leur uniformité caractéristique de mouvement et leur efficacité en termes de consommation d'énergie.

Les moteurs à collecteur tripolaire étaient à l'origine utilisés comme entraînements pour les servomoteurs, où le rotor contenait des enroulements et le stator contenait des aimants permanents. Il y avait aussi une brosse collectrice. Plus tard, le nombre de bobines est passé à cinq, le couple est devenu plus important et l'accélération est devenue plus rapide.

La prochaine étape d'amélioration - les enroulements ont été placés à l'extérieur des aimants, de sorte que le poids du rotor a été réduit et le temps d'accélération a été réduit, mais le coût a augmenté. En conséquence, une étape d'amélioration clé a été franchie - ils ont abandonné le collecteur (en particulier, les moteurs à rotor à aimants permanents se sont généralisés) et le moteur s'est avéré être sans balais, encore plus efficace, car l'accélération, la vitesse et le couple étaient désormais encore plus élevés.

Les servomoteurs sont devenus très populaires ces dernières années. Contrôlé par Arduino, qui ouvre de larges possibilités tant pour l'aviation amateur et la robotique (quadcoptères, etc.), que pour la création de machines de découpe de précision.

Pour la plupart, les servomoteurs conventionnels utilisent trois fils pour fonctionner. L'un d'eux est pour le pouvoir, le second est le signal, le troisième est commun. Un signal de commande est fourni au fil de signal, selon lequel il est nécessaire d'ajuster la position de l'arbre de sortie. La position de l'arbre est déterminée par le circuit du potentiomètre.

Le contrôleur, à travers la résistance et la valeur du signal de commande, détermine dans quelle direction il faut tourner pour que l'arbre atteigne la position souhaitée. Plus la tension retirée du potentiomètre est élevée, plus le couple est élevé.

Grâce à leur efficacité énergétique élevée, leurs capacités de contrôle précises et leurs excellentes performances, les servocommandes basées sur des moteurs sans balais sont de plus en plus présentes dans les jouets, les appareils électroménagers (aspirateurs lourds avec filtres HEPA) et les équipements industriels.