Принцип работы сервопривода

 

В данной статье будет рассказано о принципах работы сервопривода, а также речь пойдет о взаимодействии с ним.
 

схема сервопривода

Если говорить простым и понятным языком, то сервопривод управляется при помощи импульсов переменной длительности. Для генерации таких импульсов используется сигнальный провод. У таких импульсов выделяется всего три параметра: минимальная и максимальная длительность импульса, а также его частота повторения.

У сервопривода имеются ограничения во вращении, поэтому за нейтральное положение принимается такое положение, в котором сервопривод имеет одинаковый потенциал вращения в обоих возможных направлениях. Различные модели сервоприводов имеют разные ограничения по вращению, но каждый из них имеет такое нейтральное положение, которое, чаще всего, располагается в районе импульса в полторы миллисекунды.

Угол поворота привода определяется длительностью импульса, который поступает по специальному сигнальному проводу. Этот эффект носит название широтно-импульсной модуляции. Любой сервопривод ожидает поступление импульса каждые 20 миллисекунд. От продолжительности импульса зависит угол поворота мотора. Приведем простой пример. Импульс продолжительностью 1.5 мс дает указание мотору поворот в положение 980 градусов, что соответствует нейтральному положению.

схема широтно-импульсной модуляции сервопривода

После получения команды на поворот, сервопривод поворачивается на заданный угол и удерживает это положение. Если в такой момент на сервопривод действует какая-то внешняя сила, которая заставляет его повернуться, то привод будет противодействовать перемещению из этого положения.

Максимальная величина силы, которую может выдержать сервопривод, характеризует его вращающий момент. Но, чтобы сервопривод постоянно поддерживал такое положение, ему необходимо получать импульсы позиционирования, которые должны периодически повторяться. Таким образом сервопривод будет информирован о сохранении своего положения.

В тот момент, когда на сервопривод поступает импульс продолжительностью менее 1.5 мс, он поворачивает выходной вал на несколько градусов против часовой стрелки и удерживает это положение. При поступлении импульса шире, чем 1.5 мс, происходят противоположные действия. Минимальная и максимальная ширина импульса определяется моделью конкретного сервопривода. Различные сервоприводы разных марок или даже одной марки могут иметь различные максимум и минимум по ширине импульса. Как правило, стандартная ширина импульса находится в пределах от 1 до 2 миллисекунд.
 

схема минимальной и максимальной ширина импульса сервопривода

Другим важным параметром сервопривода является его скорость вращения. Под скоростью вращения понимается время, которое необходимо сервоприводу, чтобы совершить поворот из одного положения в другое.

Самым худшим вариантом считается тот случай, когда сервопривод находится в минимальном положении и получает команду, по которой ему необходимо повернуться в максимальное положение. Даже в сервоприводах с максимальным вращающим моментом, такая операция может занять несколько секунд.