I. الاختلافات بين محركات السائر والمحركات المؤازرة

محرك السائر: هو إشارة النبض الكهربائية إلى الإزاحة الزاوية أو إزاحة الخط لأجزاء محرك السائر لعنصر التحكم في الحلقة المفتوحة. ببساطة، يعتمد على إشارة النبض الكهربائي للتحكم في الزاوية وعدد اللفات. لذا فهو يعتمد فقط على إشارة النبض لتحديد مقدار الدوران. نظرًا لعدم وجود مستشعر، قد تنحرف زاوية التوقف. ومع ذلك، فإن إشارة النبض الدقيقة تقلل من الانحراف.

محرك السيرفو: يعتمد على دائرة التحكم المؤازرة للتحكم في سرعة المحرك، من خلال الحساس للتحكم في وضعية الدوران. لذا فإن التحكم في الموضع دقيق للغاية. وسرعة الدوران متغيرة أيضًا.

المؤازرة (المؤازرة الإلكترونية): المكون الرئيسي للمؤازرة هو محرك المؤازرة. يحتوي على دائرة تحكم بمحرك سيرفو + مجموعة تروس التخفيض. أوه نعم، محرك سيرفو لا يحتوي على مجموعة تروس تخفيض. والمؤازرة لديها مجموعة تروس تخفيض.

في حالة المؤازرة الحدية، فإنها تعتمد على مقياس الجهد الموجود أسفل عمود الخرج لتحديد زاوية توجيه ذراع الدفة. التحكم في الإشارة المؤازرة عبارة عن إشارة معدلة بعرض النبضة (PWM)، حيث يمكن لوحدة التحكم الدقيقة توليد هذه الإشارة بسهولة.

ثانيا. المبدأ الأساسي للمحرك السائر

كيف يعمل:

عادةً ما يكون الجزء المتحرك للمحرك مغناطيسًا دائمًا، وعندما يتدفق التيار عبر ملفات الجزء الثابت، تنتج ملفات الجزء الثابت مجالًا مغناطيسيًا متجهًا. سيدفع هذا المجال المغناطيسي الجزء المتحرك إلى الدوران بزاوية، بحيث يكون اتجاه زوج المجالات المغناطيسية للجزء المتحرك هو نفس اتجاه المجال المغناطيسي للجزء الثابت. عندما يدور المجال المغناطيسي المتجه للجزء الثابت بزاوية. يدور الدوار أيضًا بزاوية مع هذا المجال المغناطيسي. لكل نبضة كهربائية مدخلة، يدور المحرك خطوة زاوية واحدة للأمام. تتناسب إزاحتها الزاوية الناتجة مع عدد نبضات الإدخال، وتتناسب سرعة دورانها مع تردد النبضات. من خلال تغيير الترتيب الذي يتم به تنشيط اللفات، ينعكس المحرك. ولذلك يمكن التحكم في عدد وتكرار النبضات وترتيب تنشيط ملفات كل مرحلة من مراحل المحرك للتحكم في دوران محرك السائر.

مبدأ توليد الحرارة:

عادةً ما نرى جميع أنواع المحركات، الداخلية عبارة عن قلب حديدي ولفائف متعرجة. مقاومة اللف، ستنتج الطاقة خسارة وحجم الخسارة والمقاومة والتيار يتناسب مع المربع، والذي يشار إليه غالبًا بفقد النحاس، إذا لم يكن التيار هو التيار المستمر القياسي أو موجة جيبية، فسوف ينتج أيضًا خسارة توافقية؛ الأساسية لها تأثير التيار الدوامي التباطؤ، في المجال المغناطيسي المتناوب سوف تنتج أيضا خسارة، حجم المادة، التيار، التردد، الجهد ذات الصلة، وهو ما يسمى فقدان الحديد. سوف يتجلى فقدان النحاس وفقدان الحديد في شكل توليد الحرارة، مما يؤثر على كفاءة المحرك. يسعى المحرك المتدرج عمومًا إلى دقة تحديد المواقع وإخراج عزم الدوران، والكفاءة منخفضة نسبيًا، والتيار أكبر بشكل عام، والمكونات التوافقية عالية، ويتناوب تردد التيار مع السرعة والتغيير، لذا فإن المحركات المتدرجة بشكل عام لديها حالة حرارة، والوضع أكثر خطورة من محرك التيار المتردد العام.

ثالثا. بناء الدفة

يتكون المؤازرة بشكل أساسي من مبيت ولوحة دائرة ومحرك قيادة ومخفض تروس وعنصر اكتشاف الموضع. مبدأ عمله هو أن جهاز الاستقبال يرسل إشارة إلى المؤازرة، ويقوم IC الموجود على لوحة الدائرة بتشغيل المحرك بدون قلب لبدء الدوران، ويتم نقل الطاقة إلى ذراع التأرجح من خلال ترس التخفيض، وفي الوقت نفسه، يرسل كاشف الموضع إشارة مرة أخرى لتحديد ما إذا كان قد وصل إلى الموضع أم لا. كاشف الموضع هو في الواقع مقاوم متغير. عندما يدور المؤازرة فإن قيمة المقاومة سوف تتغير تبعاً لذلك، ويمكن معرفة زاوية الدوران من خلال الكشف عن قيمة المقاومة. محرك سيرفو عام عبارة عن سلك نحاسي رفيع ملفوف حول دوار ثلاثي الأقطاب، عندما يتدفق التيار عبر الملف سيولد مجالًا مغناطيسيًا، وينتج محيط مغناطيس الدوار تنافرًا، والذي بدوره يولد قوة الدوران. وفقًا للفيزياء، فإن عزم القصور الذاتي للجسم يتناسب طرديًا مع كتلته، لذلك كلما زادت كتلة الجسم المراد تدويره، زادت القوة المطلوبة. من أجل تحقيق سرعة دوران سريعة واستهلاك منخفض للطاقة، فإن المؤازرة مصنوعة من أسلاك نحاسية رفيعة ملتوية في أسطوانة مجوفة رفيعة جدًا، وتشكل دوارًا مجوفًا خفيف الوزن للغاية بدون أقطاب، ويتم وضع المغناطيس داخل الأسطوانة، وهو المحرك الكوب المجوف.

لكي تتناسب مع بيئات العمل المختلفة، هناك أجهزة ذات تصميمات مقاومة للماء والغبار؛ واستجابة لمتطلبات الحمل المختلفة، هناك تروس بلاستيكية ومعدنية للماكينات، وتكون التروس المعدنية للماكينات ذات عزم دوران عالي وسرعة عالية بشكل عام، مع ميزة عدم تعرض التروس للتقطيع بسبب الأحمال الزائدة. سيتم تجهيز الماكينات عالية الجودة بمحامل كروية لجعل الدوران أسرع وأكثر دقة. هناك فرق بين محمل كروي واحد ومحامل كروية، بالطبع المحامل الكروية أفضل. تستخدم ماكينات FET الجديدة بشكل أساسي FET (ترانزستور التأثير الميداني)، الذي يتمتع بميزة المقاومة الداخلية المنخفضة وبالتالي فقدان تيار أقل من الترانزستورات العادية.

رابعا. مبدأ تشغيل المؤازرة

من موجة PWM إلى الدائرة الداخلية لتوليد جهد متحيز، يقوم مولد الموصل من خلال ترس التخفيض بقيادة مقياس الجهد للتحرك، بحيث يتوقف المحرك عندما يكون فرق الجهد صفرًا، وذلك لتحقيق تأثير المؤازرة.

بروتوكولات أجهزة PWM المؤازرة كلها متشابهة، ولكن قد تختلف أحدث الماكينات التي ظهرت.

البروتوكول بشكل عام هو: عرض عالي المستوى في 0.5 مللي ثانية ~ 2.5 مللي ثانية للتحكم في المؤازرة للتنقل عبر زوايا مختلفة.

V. كيف تعمل المحركات المؤازرة

يوضح الشكل أدناه دائرة التحكم في محرك سيرفو مصنوعة من مضخم تشغيل الطاقة LM675، والمحرك عبارة عن محرك سيرفو يعمل بالتيار المستمر. كما يتبين من الشكل، يتم توفير مضخم التشغيل LM675 بجهد 15 فولت، ويضاف جهد 15 فولت إلى دخل الطور لمضخم التشغيل LM675 من خلال RP 1، ويضاف جهد الخرج LM675 إلى دخل محرك سيرفو. تم تجهيز المحرك بمولد إشارة قياس السرعة للكشف في الوقت الحقيقي عن سرعة المحرك. في الواقع، مولد إشارة السرعة هو نوع من المولدات، ويتناسب جهد الخرج مع سرعة الدوران. يتم تغذية خرج الجهد من مولد إشارة قياس السرعة G مرة أخرى إلى الإدخال المقلوب لمكبر الصوت التشغيلي كإشارة خطأ في السرعة بعد دائرة مقسم الجهد. تتم إضافة قيمة الجهد التي تم ضبطها بواسطة مقياس الجهد لأمر السرعة RP1 إلى الإدخال في الطور لمكبر الصوت التشغيلي بعد تقسيم الجهد على R1.R2، وهو ما يعادل الجهد المرجعي.

رسم تخطيطي للتحكم في محرك سيرفو

محرك مؤازر: يشار إليه بالحرف M للمحرك المؤازر، وهو مصدر الطاقة لنظام القيادة. مضخم التشغيل: يُشار إليه باسم الدائرة، أي LM675، وهو عبارة عن قطعة مضخم في دائرة التحكم المؤازرة التي توفر تيار التشغيل للمحرك المؤازر.

مقياس جهد التحكم في السرعة RP1: يضبط الجهد المرجعي لمضخم التشغيل في الدائرة، أي ضبط السرعة. مقياس الجهد لضبط كسب مكبر الصوت RP2: يستخدم في الدائرة لضبط كسب مكبر الصوت وحجم إشارة التغذية المرتدة للسرعة، على التوالي.

عندما يتغير حمل المحرك، يتغير أيضًا الجهد الذي يتم تغذيته مرة أخرى إلى الإدخال المقلوب لمضخم التشغيل، أي عند زيادة حمل المحرك، تنخفض السرعة، وينخفض ​​أيضًا جهد الخرج لمولد إشارة السرعة، بحيث ينخفض ​​الجهد عند الإدخال المقلوب لمضخم التشغيل، ويزداد الفرق بين هذا الجهد والجهد المرجعي، ويزداد جهد الخرج لمكبر الصوت التشغيلي. على العكس من ذلك، عندما يصبح الحمل أصغر وتزداد سرعة المحرك، يرتفع جهد الخرج لمولد إشارة قياس السرعة، ويزداد جهد التغذية المرتدة المضاف إلى الإدخال المقلوب لمضخم التشغيل، ويقل الفرق بين هذا الجهد والجهد المرجعي، وينخفض ​​جهد الخرج لمضخم التشغيل، وتنخفض سرعة المحرك وفقًا لذلك، بحيث يمكن تثبيت سرعة الدوران عند القيمة المحددة تلقائيًا.