Silnik serwo to silnik sprzężenia zwrotnego. Obrót z wirnika silnika przekazywany jest do mechanizmu sterującego poprzez skrzynię biegów, a sprzężenie zwrotne realizowane jest za pomocą jednostki sterującej połączonej z czujnikiem kąta obrotu.
Silniki serwo stosowane są w układach motoryzacyjnych do ruchu liniowego i kątowego elementów, których dokładność pozycjonowania jest bardziej wymagająca. Działanie serwonapędu opiera się na dostosowaniu pracy silnika elektrycznego do realizacji sygnału sterującego.
Cel i skład
Jeśli kąt obrotu wału wyjściowego silnika jest określony jako sygnał sterujący, jest on przekształcany na przyłożone napięcie. Sprzężenie zwrotne jest realizowane dzięki czujnikowi mierzącemu jeden z parametrów wyjściowych silnika. Wartość wskazań czujnika jest przetwarzana przez centralę, po czym korygowana jest praca serwomotoru.
Strukturalnie serwonapęd jest jednostką elektromechaniczną, której elementy znajdują się w jednej obudowie. Serwonapęd zawiera silnik elektryczny, skrzynię biegów, czujnik i jednostkę sterującą.
Głównymi cechami serwonapędu są robocze napięcie zasilania, prędkość obrotowa, moment obrotowy, a także rozwiązania konstrukcyjne i materiały zastosowane w konkretnym modelu.
Cechy konstrukcyjne i robocze
W nowoczesnych serwonapędach stosuje się 2 rodzaje silników elektrycznych - z rdzeniem oraz z pustym wirnikiem. Silniki rdzeniowe mają wirnik z uzwojeniem, wokół którego umieszczone są magnesy prądu stałego. Osobliwością tego typu silników elektrycznych jest występowanie drgań podczas obrotu wahadła, co nieco zmniejsza dokładność ruchów kątowych. Silniki z pustym wirnikiem są pozbawione tej wady, ale droższe ze względu na złożoność technologii wytwarzania.
Przekładnie serwo służą do zmniejszania prędkości i zwiększania momentu obrotowego na wale wyjściowym. Przekładnie serwo w większości przypadków składają się z przekładni zębatej czołowej, której koła zębate są wykonane z materiałów metalowych lub polimerowych. Metalowe gearboxy są droższe, ale mocniejsze i trwalsze.
W zależności od wymaganej dokładności działania, w konstrukcji serwonapędów można zastosować tuleje z tworzywa sztucznego lub łożyska kulkowe do orientacji wału wyjściowego względem obudowy.
Serwa wyróżniają się również rodzajem jednostki sterującej. Istnieją analogowe i cyfrowe jednostki sterujące serwo. Blok cyfrowy pozwala na dokładniejsze pozycjonowanie siłownika serwo i szybszą reakcję.
