Серводвигатели широко используются в робототехнике. Они малы по размеру, имеют ударопрочную оболочку и очень низкое энергопотребление. Из-за этих особенностей их можно использовать для работы с
дистанционным управлением радиоуправляемых машинок, роботов и самолетов. Серводвигатели также используются в промышленной робототехнике, на производственных линиях фармацевтики и продуктов
питания.
Принцип устройства серводвигателя
Сервосхема встроена внутри блока двигателя и имеет позиционируемый вал, который, как правило, снабжен зубчатым колесом. Двигатель управляется с помощью электрического сигнала, который определяет
величину перемещения вала.
Внутри устройства находится довольно простой набор элементов: маленький двигатель постоянного тока, потенциометр и схема управления. Двигатель крепится к приборам управления рулем. Схема
управления может точно регулировать скорость вращения двигателя с помощью изменения сопротивления потенциометра. Когда вал находится в нужном положении, энергия перестает поступать и двигатель
останавливается. Если нет, то двигатель включается в соответствующем направлении. Желаемое положение передается с помощью электрических импульсов через сигнальный сервопривод ().
Скорость серводвигателя пропорциональна разнице между его фактическим положением и желаемой позицией. Так что, если двигатель находится рядом с нужным положением, он будет медленно поворачиваться,
иначе инерция может помешать точной остановке. Это называется пропорциональным управлением.
Принцип управления сервопривода
Сервоприводы управляются посредством отправки электрического импульса переменной ширины или широтно-импульсной модуляции (ШИМ) через проводное управление. При этом существует минимальный и
максимальный пульсы, а также частота повторения. Серводвигатель, как правило, может поворачиваться только на 90° в любом направлении, что в общей сложности составляет 180° движения.
Двигатель принимает нейтральное положение, когда сервопривод имеет одинаковое количество потенциального вращения в обоих направлениях. ШИМ определяет положение вала и на основе длительности
импульса, отправленного на ротор, поворачивает устройство в нужное положение. Серводвигатель ожидает импульс каждые 20 мс, длительность которого определяет, насколько двигатель должен повернуться.
Например, импульс продолжительностью 1,5 мс заставляет его встать в положение 90°. Импульс короче 1,5 мс перемещает элемент в 0°, а если он больше, чем 1,5 мс, сервопривод сместится до 180°.
