CC BY
5
УДК 62-408.2
ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕРВОПРИВОДА ДЛЯ ЭГД-ЭКСТРУДЕРА
© 2022 Д. Ю. Анпилогов1, П. А. Белов2, М. С. Харьяков1, М. В. Нессонов1
1 студент направления «Электроника и наноэлектроника» 2 кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики и нанотехнологий e-mail: [email protected]
Курский государственный университет
В статье рассматривается основные узлы и принцип работы и питание сервопривода для ЭГД-экструдера
Ключевые слова: Сервопривод, плата управления, сервоусилитель
THE MAIN COMPONENTS AND THE PRINCIPLE OF OPERATION OF THE SERVO DRIVE FOR THE EGD-EXTRUDER
© 2022 D. Y. Anpilogov1, P. A. Belov2, M. S. Haryakov1 , M. V. Nasonov1
1 Student of the Direction "Electronics and Nanoelectronics" 2 Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor of Department of Physics and Nanotechnology e-mail: [email protected]
Kursk State University
The article discusses the main components and the principle of operation and power supply of the servo drive for the EGD extruder.
Keywords: Servo drive, control board, servo amplifier.
Для движения ЭГД-экструдера, по рабочей поверхности используется сервоприводы. Сервопривод - это устройство с электродвигателем, которое позволяет точно контролировать формат движения радиоуправляемой модели за счет отрицательной обратной связи. Каждый сервопривод в своем устройстве имеет датчик и блок управления, который поддерживает определенные значения на датчике в соответствии с внешним параметром.
• Сервопривод получает импульсный сигнал - регулировочную величину, которая определяет угол поворота рычага сервопривода.
• Блок управления начнет сравнивать полученный параметр со значением вашего датчика.
• В зависимости от результата сравнения блок управления подает сигнал, который определяет, какое действие необходимо выполнить: повернуть, ускорить или замедлить, чтобы сравниваемые показания стали одинаковыми.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Большинство современных рулевых машин построены по тому же принципу и состоят из следующих компонентов: выходной вал, редуктор, двигатель постоянного тока, потенциометр, печатная плата и управляющая электроника.
Редуктор вместе с двигателем образует привод. Для преобразования поступающего напряжения в механическое вращение необходим электродвигатель. Конструкция шестерней редуктора преобразует крутящий момент и служит для снижения частоты вращения двигателя, поскольку она настолько велика, что совсем
Интегрированный н-мост
Устройство сервопривода
Совместно с подключением и выключением электродвигателя крутится выходной вал, к которому крепится качалка - она, в свою очередь, крепится к рулевому колесу модели. Именно качалка определяет движение нашей модели, и для этой цели в сервоприводе предусмотрен датчик потенциометра, который может преобразовывать угол поворота обратно в электрический сигнал.
Однако одним из основных элементов является плата управления, которая представляет собой электронную схему. Она принимает электрический импульс, анализирует полученный сигнал с данными потенциометра и включает / выключает электродвигатель. Вот как работает сервопривод и его элементы.
Рассмотрим алгоритм работы сервопривода.
Сервопривод получает управляющие импульсы на вход, которые содержат значения скорости и направления вращения. Плата управления сравнивает это значение со значениями на датчике обратной связи и, основываясь на результатах сравнений привода, действует следующим образом: вращение, ускорение и замедление.
Для того чтобы значение от внутреннего датчика было как можно ближе к значению внешнего управляющего параметра, необходимо указать желаемое состояние приводу - по сигнальной линии должен подаваться управляющий сигнал постоянной частоты и переменной ширины.
Какое положение должен занять сервопривод - зависит от длительности импульса. Когда сигнал от микроконтроллера поступает в схему управления приводом, содержащийся в ней генератор импульсов выдает собственный импульс, продолжительность которого определяется датчиком обратной связи. Затем схема
Auditorium. Электронный научный журнал Курского государственного университета. 2022. № 3 (35)
Анпилогов Д. Ю., Белов П. А., Харьяков М. С., Нессонов М. В.
Основные узлы и принцип работы сервопривода для ЭГД - экструдера
сопоставляет время продолжения двух импульсов и трансформирует сервопривод в одно из положений:
Если продолжительность отличается, двигатель включается.
Или, если длительность импульсов одинакова, двигатель останавливается.
Большая часть предлагаемых сегодня синхронных серводвигателей приводится в действие синусоидальным током, который подается на обмотку статора соответствующим сервоусилителем. Все три фазы двигателя питаются одновременно. Сервоусилитель подает прямоугольные импульсы постоянного тока с широтной модуляцией от соединения постоянного тока в каждой фазе. Текущее значение этого напряжения на выходных клеммах соответствует значению фактического синусоидального напряжения. Посредством тактовых импульсов постоянного тока (при синусоидальной модуляции) к двигателю подается синусоидальный ток, который, в свою очередь, возбуждает синусоидальный магнитный поток. Это служит гарантией на высокую стабильность крутящего момента и скорости даже при низких угловых скоростях. Обычно синхронные серводвигатели оснащены преобразователями или датчиками абсолютных значений Sin/cos. Основываясь на данных такого датчика положения, сервоусилитель обеспечивает угол поворота 90°. Необходимым условием для этого является точное выравнивание датчика положения по полюсам постоянных магнитов. Только в этом случае внешнее магнитное поле статора может быть создано со смещением на 90°. Этот процесс также называется переключением.
Двигатель должен удовлетворять техническим характеристикам и особенностям установки. При получении на входе необходимого сигнала система должна обработать его и дать на выходе значение координат, которые смогут отобразить расположение головки экструдера по одной из её осей перемещения. Пределы перемещения ограничиваются условиями системы преобразования изменения угла сервопривода в линейное перемещение головки экструдера. Численно пределы перемещения и угла отклонения сервопривода смогут задаваться в меню управления приводом.
Библиографический список
1. http://wiki.amperka.ru/articles:servo
2.https://academy.evolvector.ru/index.php?route=product/product&product_id=73
3. Сервоприводы - Практика - 11322853.pdf - Яндекс.Документы (yandex.ru)
