جزئیات محصول
تاریخ انتشار: 16 آگوست 2018
دسته بندی:

ماشين جريان مستقيم (DC) يك وسيله تبديل انرژي با كاربردهای فراوان مي باشد. اين ماشين مي‌تواند گشتاور راه‌اندازي بالا و ‌ترمز سریع را تأمين كند. در حال حاضر ماشين DC در حوزه وسيع كنترل سرعت و معكوس کردن سريع جهت انرژي،  قابل استفاده مي‌باشد. مشخصه هاي اصلي اين ماشين را مي توان (در صورت لزوم) توسط مدار هاي فيدبك تغيير داد. با توجه به اين خصوصيات برجسته، ‌ماشين DC داراي قابليت انعطاف بالايي بوده و لذا در صنعت كاربرد زيادي دارد. اين ماشينها عليرغم هزينه اوليه بالايي كه دارند، ‌در صنعت (بخصوص براي كارهاي سنگين مانند محرك هاي كارخانه فولادسازي) بطور وسيعي مورد استفاده قرار مي گيرند[۱,۳].

ماشينهاي DC داراي ميدان چند قطبي (قطب هاي متناوب N و S) و سيستم آرميچر –كموتاتور مي‌باشند. در این ماشینها هسته استاتور مورق نيست اما هسته آرميچر مورق است تا تلفات جريان گردابي كاهش يابد. (مدار مغناطيسي ماشينهاي جريان مستقيم كه در سيستم‌هاي كنترل بكار مي‌رود بطور كامل مورق است). اين كار براي به حداقل رساندن اثر ميرايي جريان گردابي بر پاسخ سريع لازم است. از ديگر مثالهاي كاربرد ماشينهاي DC در وسايط نقلیه و اتومبيل ها مي باشد مثل راه انداز موتور ، برف پاكن ،‌بادبزن و…..در كاربردهاي صنعتي كه كنترل دقيق سرعت (همراه يا بدون گشتاور) لازم است موتور DC بي نظير است. لذا موتورهاي DC در صنايع نورد فولاد و آلومينيوم، بيلهاي الكتريكي، ‌آسانسور يا بالابرهاي الكتريكي، لوكوموتيوهاي راه آهن و تجهيزات متحرك زميني بزرگ بكار گرفته مي‌شود. از ماشين هاي جريان مستقيم براي عمليات كنترل نيز استفاه مي شود، كه مشهورترين آنها كنترل سرعت و موقيعت مي باشد. از كاربردهاي سرعت و موقيعت مي توان به دستگاه‌هاي پرس قطعات فلزي، خطوط پر كردن بطري در كارخانه‌ها و…. اشاره كرد. اين ماشينهاي جريان مستقيم به سرووموتور مشهور مي‌باشند.[۳]

در کاربردهاي مـدرن، واژه سروو يا مکانيــسم سروو به يک سيستم کنـترلي فيدبک که متغير کنترل شونده ،  موقعيت يا مشتق موقعيت مکانيکي به عنوان سرعت و شتاب است، محدود مي شود.  يک سيستم کنترلي فيدبک ، سيـستم کنـترلي است که به نگهـداشتن يک رابطه مفروض بين يک کميت کنـترل شده و يک کميـت مرجع، با مقايسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان راهنماي کنترل منجر مي شود.سيستم کنـترلي فيدبک الکتريکي، عموما براي کار به انرژي الکتـريکي تکيه مي کند. مشخصـات مهمي که معمولا براي چنين کنترلي مورد نياز است، عبارتند از :

۱- پاسخ سريع

۲- دقت بالا

۳- کنترل بدون مراقبت

۴- کارکرد از راه دور

نياز هاي چنين کنترلي عبارتست از :

  • وسيله آشکار سازي خطا
  • تقويت کننده
  • وسيله تصحيح خطا

هر عنـصر هدف ويژه‌اي را در هماهنگ کردن کميت كنترل شده با کميت مرجع ايفا مي کند. وسيله آشکـــارسازي خـطا هنــگامي که کميـت تنظيم شده متفاوت از کميت مرجع است، خطا را آشکار مي‌کند. سپـس يک سيگنـال خطا به تقويت کنـنده‌اي که قــدرت وسيله تصـحيح خطا را فراهم مي‌کند مي‌فرسـتد. با اين وسيـله تصـحيح خطا، کمـيت کـنترل شـده را آنـچنـــان تغيير مي‌دهد که با ورودي مرجع هماهنگ گردد. در بسیاری از موارد سیستم سروو به سیستم کنترل فیدبک اطلاق می شود که متغیرهای کنترلی آن (خروجی های سیستم) جابجایی مکانیکی، جابجایی سرعت و شتاب می باشد. نقش سیستم سروو دنبال کردن خروجی با دقت بالا به ازای ورودی می باشد.  به موتورهـايي که به سرعـت به سيگنال خطا پاسخ مي‌دهنـد، و سريعاٌ به بار شتاب مي دهنـد سرووموتور گفته مي‌شود. نسبت گشتاور به اينرسي (T/J) يک جنبه بسيار مهم يک سرو مـوتور است، زيرا موتور با اين فاکتور شتاب مي‌گيرد .[۲,۳]

مشخصات اصلي که در هر سرووموتور ديده مي‌شود عبارتست از

  • گشتاور خروجي موتور بايد متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد.
  • جهت گشتاور سرووموتور بايد به پلاريته لحظه‌اي ولتاژ کنترل بستگي داشته باشد.

سرووموتورها به دو دسته کلي سرووموتورهاي DC  و سرووموتورهايAC تقسيم مي‌گردد. سرووموتورهاي  DC عموما به سرووموتورهاي AC ترجيح داده مي‌شوند، بجز براي استفاده در سيستمهاي با قدرت خيلي بالا. سرووموتورهاي AC به دليل اينکه نسبت به سرووموتورهاي DC داراي بازده بيـشتري هستنـد، ترجيـح داده مي‌شونــد . اگــر چه تلفـات تـوان نگــراني اصـلي در سروومکانيسمها نيستند، يک موتور پربازده از تلفات بيش از اندازه توان جلوگيري مي کند. در بين سرووموتورهاي DC مختلف، موتورهاي سـري، موتورهاي سري چــاکدار، موتور کنترل موازي و موتور موازي مغناطيس دائم ( تحريک ثابت ) قرار دارند. اين واحدها توان خروجي بالايي نسبت به اندازه آنها تحويل مي دهند و در مورد موتــور موازي با تحريک کنترل شده، توان کنترلي کمي مورد نياز است[۱].

-موتور سري داراي گشتــاور راه‌اندازي بالايي است و جريان زيادي مي‌کشد و تنظيم سرعت کمي دارد. برای چرخش معکوس مي‌تـوان با معکـوس کــردن پلاريتـه ولتاژ ميدان با سيم پيچ ميدان سري ( يعني يک سيم پيچ براي هرجهت چرخش ) بدست آيد. مــــورد اخيـــر بازده موتور را کاهش مي‌دهد. در منحني گشتاور سرعت موتور سری، گشتاور ايستاي بالا و کاهش سريع گشتاور با افزايش سرعت را نشان مي‌دهد. اين امر ميرايي خوب و خطاي سرعت بالا را نتيجه مي‌دهد.

نوع موازي سرووموتورDC از ساير موتورهاي موازي براي کارکرد عمــومي متفاوت نيست. اين موتور دو سيم پيچي مجزا دارد( سيم پيچي ميدان که روي استاتور قرار داده شده و سيم پيچي آرميچر که روي روتور قرار داده شده  است)

هر دو سيم پيچي به يک منبع تغذيه DC  متصل شده‌اند. در يک موتور DC موازي معـمولي،  دو سيم پيچي به صورت موازي به تغذيه  DC  اصلي متصل شده‌اند. اما در يک کارکرد سروو ، سيم پيچي ها با منابع جداگانه تغذيه DC مي‌شوند.

سرووموتورهاي AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبي براي کاربـــردهاي با توان بالا هستند و به همين دليل است که موتورهاي  AC  هميشه به  موتورهایDC  ترجيح داده مي‌شوند. مزاياي  سرووموتورهاي AC  به سرووموتورهايDC  شامل موارد زير است:

  • روتورهاي قفس سنجابي ساده هستند و در مقايسه با سيم پيچي آرميچر ماشينهاي DC از نظر ساختاري،  محکمتر هستند.
  • سرووموتورهاي AC داراي جاروبک براي کموتاسيـون نيستنـد و نياز به تعمير و نگهداري دائم ندارند.
  • هيچ عايقي در اطراف هادي آرميچر آنچنان که در موتورDC وجود دارد نيست. پـس آرميـچر مي‌تواند بسيار بهتر گرما را پخش کند.
  • بدليل اينکه آرميـچر،  سيـم‌پيچي‌هاي عايـق دار پيچـيده‌اي ندارد،  قطر آن مي‌توانـد براي کاهش اينرسي روتور بسيار کاهش يابد. اين امر به جلوگيري از Over Shoot  در مکـانيسم سـروو کمک مي‌کند.

يک سرووموتور AC اصولا يک موتور دوفاز القايي است به جز در مورد جنبه‌هاي خـاص طراحي آن. توان مکانيکي خروجي يک سرووموتور AC از ۲ وات تا چند صد وات تغيير مي کند. مــوتورهاي بزرگتر از اين توان بسيار کم بازده اند و اگر با مشـخصات گشتـاور سرعت مطلوب ساخته شده باشند براي استفاده در کاربردهاي سروو بسيار مشکل ساز خواهند شد. سرووموتورهاي دقيق در کامپيوترها ابزارهاي سروو و شماري ازکاربردها که به دقت بالايي نياز است بکار مي‌روند.[۱,۳]

در حال حاضر مدل های شناسایی سرومکانیسم مبتنی بر مدل های خطی می باشند اما زمانی که آنها در سرعت های کم و یا حرکات با تغییر میسر استفاده می شوند برخی اجزای غیر خطی مانند اصطکاک غیر خی بصورت جدی دقت مدل خطی را زیر سوال می برد. برای شناسایی مدل خطی سیستم نیاز به حذف فاکتورهای غیر خطی در پروسه شناسایی خطی داریم. بر اساس نتایج شناسایی، مشخصه های غیر خطی سیستم برای افزایش دقت برای شناسایی کل سیستم باید استفاده شوند. نتیجه این شرایط به طراحی کنترل کننده و جبران ساز بهینه می انجامد.[۲]

شناسایی سیستم های سروومکانیسم را می توان هم بصورت آنلاین و هم آفلاین انجام داد. نکته ای که باید برای شناسایی سیستم در نظر گرفته شود، شناسایی خطی و غیر خطی سیستم می باشد که نکته ای بسیار مهم در دقت تخمین پارامترهاست. زیرا اگر سروومکانیسم در سرعت های پایین و یا در تغیر جهت های ناگهانی کار می کند باعث بوجود آمدن مولفه ای غیر خطی از نوع اصطکاک در این مدل وارد می شود که باید شناسایی و پارامترهای آن تخمین زده شود.[۲] بعد از شناسایی پارامترها به بحث کنترل سرعت و طراحی کنترل کننده برای مدل موتور DC انتخاب شده می پردازیم. و یک کنترل کننده برای کنترل سرعت این موتور ارائه خواهیم داد.

لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد