Silniki serwo i czujniki

Silnik serwo
Istnieją dwie technologie warte uwagi w serwosilnikach. Jedną z nich jest silnik o dużej gęstości, który przyjmuje koncepcję projektową zwaną „silnikiem o dużych biegunach”. Na przykład sześciobiegunowy silnik o dziewięciu gniazdach ma stojan złożony z dziewięciu niezależnych biegunów, a na każdym biegunie nawinięta jest cewka skoncentrowana, a następnie dziewięć biegunów jest montowanych w celu utworzenia rdzenia silnika z dziewięcioma gniazdami. Ponieważ każdy biegun jest niezależnie nawinięty i ukształtowany, nawet jeśli używana jest maszyna automatyczna, współczynnik wypełnienia gniazda może być utrzymywany na poziomie 90%. Ten typ silnika ma dobrą technologię produkcji, a wykorzystanie przestrzeni i objętość są zminimalizowane, dlatego nazywa się go silnikiem o dużej gęstości. Ze względu na zasadę działania ten typ silnika nie należy do silników z wirującym polem magnetycznym. Działa w trójfazowym pulsującym polu magnetycznym. Dlatego jego zastosowanie, metoda projektowania i tryb pracy mają pewne cechy szczególne, więc ten typ silnika nie nadaje się do napędu prądu prostokątnego.
Drugim typem jest serwomotor ze stalowym rdzeniem magnetycznym, który może wykorzystać charakterystykę zmiany indukcyjności osi kwadraturowej i prostej wywołanej efektem bieguna wydatnego wraz z położeniem, tworząc w ten sposób prawdziwie wolny od czujnika położenia elektryczny układ napędowy serwomotoru.
Transduktor
Oprócz różnych typów enkoderów fotoelektrycznych, warto zwrócić uwagę na enkodery magnetyczne. Rozmiar i waga enkodera magnetycznego są dziesiątki razy mniejsze od enkodera fotoelektrycznego. Ma szerszy zakres temperatur i jest prawie odporny na wstrząsy i wibracje. Zasada działania jest bardzo prosta. Jego stojan to układ scalony z wbudowanymi elementami magnetoczułymi Halla i DSP. Jego rozmiar może być tak mały jak pakiet MSOP-24. Jego wirnik to magnes dwubiegunowy. Jego rozdzielczość wynosi 10-12 bitów, a dokładność 8-10 bitów. Ten typ enkodera magnetycznego jest już dostępny.
W zastosowaniach kosmicznych, aby spełnić wymagania środowiskowe -35 stopnia -80 stopnia, prawie niemożliwe jest użycie tradycyjnych enkoderów fotoelektrycznych. Z tego powodu opracowaliśmy enkoder magnetyczny o rozdzielczości 16 bitów i dokładności 12 bitów. Obwód przetwarzania sygnału enkodera magnetycznego współistnieje w obwodzie sterowania napędem (FPGA), tworząc zintegrowany czujnik i obwód sterowania napędem.
Czujnik prądu jest niezbędny do sterowania serwomechanizmem. Systemy małej mocy mogą używać próbkowania rezystorowego i generalnie używają czujników prądu Halla [1]. Obie metody konwertują sygnały analogowe na sygnały cyfrowe, a następnie uczestniczą w cyfrowym sterowaniu serwomechanizmem. Forma wyjściowa powyższej konwersji A/D to zazwyczaj szeregowy cyfrowy sygnał impulsowy lub sygnał modulacji szerokości impulsu.