Kako radi servo motor? Servo motor je elektromehanički uređaj koji proizvodi obrtni moment i brzinu na osnovu struje i napona. Servo motor radi kao dio sistema zatvorene petlje pružajući obrtni moment i brzinu prema naredbi od servo kontrolera koji koristi uređaj za povratnu informaciju za zatvaranje petlje. Uređaj za povratnu informaciju daje informacije kao što su struja, brzina ili položaj servo kontroleru, koji prilagođava radnju motora ovisno o naređenim parametrima.
Servo motori su dostupni u velikom broju tipova, oblika i veličina. Termin servo prvi je upotrijebio Joseph Facort 1859. godine, koji je implementirao mehanizam povratne sprege kako bi pomogao u upravljanju brodom s parom za kontrolu kormila. Servo motor je dio servo mehanizma koji se sastoji od tri ključna elementa – motora, povratnog uređaja i upravljačke elektronike. Motor može biti AC ili DC, brušeni ili bez četkica, rotacioni ili linearni, i bilo koje veličine. Uređaj za povratnu informaciju može biti potenciometar, uređaj s Hallovim efektom, tahometar, rezover, enkoder, linearni pretvarač ili bilo koji drugi senzor prema potrebi. Dovršavanje servo sistema je kontrolna elektronika koja napaja motor i upoređuje povratne podatke i referencu komande kako bi se potvrdilo da servo motor radi kako je naređeno. Postoje mnoge vrste aplikacija servo motora, od jednostavnih DC motora koji se koriste u hobi aplikacijama (kao što su modeli aviona) do sofisticiranih motora bez četkica koje pokreću složeni kontroleri pokreta koji se koriste za višeosne obradne centre. Jedan primjer uobičajenog servo mehanizma je tempomat vozila koji se sastoji od motora (motora), senzora brzine (povratna informacija) i elektronike za upoređivanje brzine vozila sa postavljenom brzinom. Ako vozilo uspori, senzor šalje ove podatke elektronici koja, zauzvrat, povećava gas do motora kako bi povećao brzinu do željene zadate tačke – jednostavan sistem zatvorene petlje.
Jednostavan industrijski servo motor sastoji se od DC motora s permanentnim magnetom s integriranim tahometrom koji daje izlazni napon proporcionalan brzini. Pogonska elektronika isporučuje motoru potreban napon i struju na osnovu napona povratnog od tahometra. U ovom primjeru, naređena brzina (predstavljena kao referentni napon komande) je postavljena u vozaču, zatim strujno kolo u vozaču upoređuje povratni napon tahometra i utvrđuje da li je željena brzina postignuta - poznato kao zatvorena petlja brzine. Petlja brzine prati naređenu brzinu i povratnu informaciju tahometra, dok vozač prilagođava snagu motora kako bi održao željenu naređenu brzinu.
U sofisticiranijem servo sistemu, višestruke ugrađene petlje su podešene za optimalne performanse kako bi se osigurala precizna kontrola pokreta. Sistem se sastoji od strujnih, brzinskih i pozicijskih petlji koje koriste precizne povratne elemente. Svaka petlja signalizira sljedeću petlju i prati odgovarajuće elemente povratne sprege kako bi se izvršile korekcije u realnom vremenu kako bi se poklopile sa naređenim parametrima.
Osnovna petlja je strujna ili obrtna petlja. Struja je proporcionalna momentu u rotacionom motoru (ili sili u linearnom motoru), koji obezbeđuje ubrzanje ili potisak. Senzor struje je uređaj koji daje povratnu informaciju o struji koja teče kroz motor. Senzor šalje signal nazad upravljačkoj elektronici - obično analogni ili digitalni signal proporcionalan struji motora. Ovaj signal se oduzima od naređenog signala. Kada je servo motor na naređenoj struji, petlja će biti zadovoljena sve dok struja ne padne ispod naređene struje. Petlja će tada povećavati struju sve dok se ne dostigne naređena struja, a ciklus se nastavlja brzinom ažuriranja ispod sekunde.
Petlja brzine radi na isti način s naponom proporcionalnim brzini. Petlja brzine šalje strujnoj petlji naredbu za povećanje struje (na taj način povećavajući napon) kada brzina padne ispod naređene brzine.
Petlja položaja prihvata komandu za PLC ili kontroler kretanja, koji zauzvrat obezbeđuje komandu brzine koja se dovodi u petlju brzine, koja zauzvrat naređuje potrebnu struju za ubrzanje, održavanje i usporavanje motora da se pomeri u naređeni položaj . Sve tri petlje rade u optimiziranoj sinhronizaciji kako bi osigurale glatku i preciznu kontrolu servo mehanizma.