سروو موتور چیست؟+کاربردها و انواع سروو موتور

سروو موتور چیست؟

سروو موتور یکی از تجهیزات کلیدی در سیستم‌های کنترل حرکت و موقعیت‌یابی است که در کاربردهای صنعتی و حتی خانگی نقشی اساسی ایفا می‌کند. این موتورها به دلیل دقت بالا، سرعت کنترل‌شده و توانایی تطبیق با شرایط مختلف، به طور گسترده در صنایع رباتیک، خودروسازی، اتوماسیون صنعتی و بسیاری از زمینه‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله به بررسی کامل سروو موتور، انواع آن، ساختار، عملکرد، مزایا و معایب و همچنین تفاوت‌های آن با استپ موتور می‌پردازیم و به سؤال سروو موتور چیست؟ به طور کامل پاسخ می‌دهیم.

انواع سروو موتور

• برندهای معتبر بازار
• گارانتی و ضمانت اسالت کالا
• ارسال به سراسر کشور

لیست قیمت سروو موتور >

سروو موتور یا موتور سروو یا سروو درایو یک دستگاه الکتریکی است که با استفاده از سیستم فیدبک یا بازخورد، موقعیت، سرعت یا گشتاور خود را کنترل می‌نماید. این موتور به کمک یک کنترلر خارجی، معمولاً یک میکروکنترلر یا PLC، و سنسورهای فیدبک مانند انکودر، به دقت تنظیم می‌شود. کاربردهای اصلی سروو موتور در کنترل دقیق حرکت و موقعیت‌یابی است، جایی که دقت و پاسخ سریع اهمیت دارند.

سروو موتورها در مقایسه با موتورهای معمولی تفاوت‌های زیادی دارند. این موتورها به دلیل وجود سیستم فیدبک، توانایی کنترل موقعیت و سرعت به صورت بسیار دقیق‌تری را دارا هستند؛ بنابراین، در کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و تنظیم دقیق دارند، استفاده از سروو موتور ایده‌آل است.

سروو موتور یک محرک چرخشی است که امکان کنترل دقیق موقعیت زاویه‌ای و خطی، به‌علاوه شتاب و سرعت را فراهم می‌کند. این موتور دارای ویژگی‌هایی است که در موتورهای معمولی وجود ندارد. در واقع، سروو موتور یک سیستم حلقه بسته است که به‌صورت زاویه‌ای و خطی امکان تغییر و تنظیم موقعیت را فراهم می‌کند.

ساختار و اجزای سروو موتور چیست؟

در ادامه جواب دادن به سؤال سروو موتور چیست، باید با ساختار و اجزای آن آشنا شویم. یک سیستم سروو شامل دو بخش اصلی سروو موتور و سروو درایو است.

به‌طورکلی این دو بخش از چند بخش دیگر تشکیل شده‌اند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:

موتور سروو

این قسمت وظیفه تأمین قدرت اصلی را بر عهده دارد. موتورهای DC و AC به‌عنوان موتور اصلی در سروو موتورها استفاده می‌شوند.

سیستم فیدبک و انکودر

این سیستم معمولاً شامل انکودر یا پتانسیومتر است که وظیفه ارسال اطلاعات موقعیت و سرعت به کنترلر را دارد.

سروو موتورها به دلیل وجود انکودر از موتورهای معمولی متمایز هستند که این انکودر باعث ایجاد کنترل دقیق می‌شود. انکودر به عنوان یک سنسور عمل می‌کند و نقش اساسی در سیستم سروو دارد، زیرا بازخورد لازم برای سرعت و موقعیت را فراهم می‌کند.

انکودر حساس‌ترین بخش سروو موتور است و ممکن است با کوچک‌ترین ضربه به شفت موتور آسیب ببیند. تنظیم انکودر یک فرایند تخصصی است که نیاز به ابزارهای ویژه دارد. انکودرها به دو دسته تقسیم می‌شوند.

مدار کنترلی

این مدار کنترلی، بخش اصلی سیستم است که وظیفه پردازش اطلاعات فیدبک و ارسال دستورات به موتور را دارد. این بخش معمولاً یک میکروکنترلر یا PLC است.

در سیستم کنترل حلقه بسته، فرایند کنترل به‌گونه‌ای انجام می‌شود که علاوه بر ورودی، خروجی نیز از طریق بخشی به نام فیدبک بر تنظیم و تغییر مقدار خروجی تأثیرگذار است. این سیستم به‌صورت یک حلقه بسته عمل می‌کند تا کنترل دقیق‌تری بر خروجی داشته باشد.

تقویت‌کننده و کنترل‌کننده جریان (Amplifier)

این قسمت ولتاژ و جریان لازم برای موتور را فراهم می‌نماید.

کنترل‌کننده جریان سروو، سیگنال‌های کنترلی ضعیف مانند سرعت را به تقویت‌کننده سروو ارسال می‌کند. تقویت‌کننده یا درایور، این سیگنال‌ها را به ولتاژ قوی‌تری تبدیل می‌کند تا برای موتور مناسب باشد و سپس آن را به موتور می‌فرستد. سیگنال‌های الکتریکی سنسور به تقویت‌کننده ارسال می‌شوند و تقویت‌کننده از این داده‌ها برای کنترل سرعت روتور بهره می‌برد. نقش کنترل‌کننده در این سیستم کنترلی بستن حلقه کنترلی (loop) است. پارامترهایی مانند گشتاور، سرعت یا موقعیت موتور را می‌توان از طریق تبادل داده با تقویت‌کننده سروو به سرعت کنترل کرد.

شفت یا شافت

شفت، قطعه‌ای به شکل میله است و برای انتقال نیرو یا گشتاور از یک قسمت به‌ قسمت دیگر استفاده می‌شود.

چرخ‌دنده (Gear)

این قطعه برای افزایش گشتاور و کاهش سرعت موتور استفاده می‌شود.

سروو درایو

سروو درایو بخش جدایی‌ناپذیر یک سیستم سروو است و مسئول ارسال فرمان‌های حرکتی به سروو موتور می‌باشد. برخلاف الکتروموتورهای معمولی، سروو موتور بدون سروو درایو قابل راه‌اندازی نیست، بنابراین لازم است که سروو موتور را همراه با سروو درایو مناسب تهیه کنید.

سروو درایو از طریق دو کابل مجزا به سروو موتور متصل می‌شود: یکی کابل قدرت با سه رشته (U، V، W) که ولتاژ را به موتور منتقل می‌کند و دیگری کابل انکودر که داده‌های انکودر سروو موتور را به درایو ارسال می‌کند.

سروو درایو دستورات لازم را از کنترلر دریافت می‌نماید و به کنترل گشتاور خروجی، سرعت چرخش و موقعیت موتور می‌پردازد. موقعیت، سرعت و گشتاور مطابق با دستورات کنترلر و بر اساس فیدبک انکودر به سروو درایو منتقل می‌شود و درایو به موقع قدرت موردنیاز را به موتور می‌دهد.

در تصویر زیر مهم‌ترین قسمت‌های سروو موتور را مشاهده می‌کنید:

نحوه عملکرد سروو موتور چیست؟

عملکرد سروو موتور به این صورت است که یک سیگنال مرجع (معمولاً یک پالس دیجیتال) به کنترلر ارسال می‌شود. کنترلر این سیگنال را با سیگنال فیدبک از انکودر یا پتانسیومتر مقایسه می‌کند و بر اساس اختلاف بین سیگنال‌های مرجع و فیدبک، دستورات لازم را برای تنظیم موقعیت یا سرعت موتور صادر می‌کند. این فرایند تا زمانی که موقعیت یا سرعت موردنظر به دست آید ادامه می‌یابد.

این موتورها، امکان حرکت خطی و دورانی را فراهم می‌کنند و دارای لختی یا اینرسی پایینی هستند. به همین دلیل تغییر سرعت در آنها سریع رخ می‌دهد.

موقعیت دستگاه، قدرت، سرعت و گشتاور این سیستم به‌وسیله کنترل فیدبک و بر اساس جریان و ولتاژ ورودی قابلیت تغییر دارد.

اساس عملکرد یک سرو موتور، به سیگنال‌های دریافتی که از طریق سیم کنترلی به آن اعمال می‌گردد بستگی دارد.

در هر سروو موتور، شفت خروجی به واسطه دریافت مجموعه‌ای از سیگنال‌های رمزی، طی یک حرکت زاویه‌ای، می‌تواند در موقعیت زاویه‌ای متناسب با سیگنال ورودی قرار بگیرد.

به عبارتی، این موتور تنها زمانی که پالس ورودی فرستاده شده به آن فعال باشد، می‌تواند در مکان زاویه‌ای منحصر به آن، قرار گیرد و در صورت تغییر پالس ورودی، موقعیت زاویه‌ای آن نیز دچار تغییر شود.

درجه چرخش موتور سروو بر اساس زمان روشن (HIGH) در سیگنال PWM است، بنابراین ما می توانیم برای ایجاد سیگنال PWM با زمان روشن مورد نیاز و انجام حرکت چرخش مناسب در شفت موتور سروو برنامه ریزی یا از سنسور استفاده کنیم.

انواع سروو موتور

سروو موتورها به‌صورت کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• سروو موتورهای DC: این نوع سروو موتورها بیشتر در کاربردهایی با نیاز به دقت بالا و سرعت کنترل شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد این موتورها سریع‌تر و دقیق‌تر از نوع AC آن‌ها است.
• سروو موتورهای AC: این موتورها بیشتر در کاربردهای صنعتی با نیاز به توان بالا و کارکرد مداوم استفاده می‌شوند و با جریان برق متناوب کار می‌کند. درحالی‌که دقت کمتری نسبت به سروو موتورهای DC دارند، اما برای کاربردهایی که نیاز به قدرت بیشتر و کارکرد طولانی‌تر دارند مناسب‌تر هستند.

کاربردهای سروو موتور

سروو موتورها در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای آن‌ها عبارت‌اند از:

• رباتیک: در کنترل دقیق حرکت و موقعیت ربات‌های صنعتی و تحقیقاتی
• اتوماسیون صنعتی: در دستگاه‌های CNC، خطوط مونتاژ، نوارهای نننقاله و دیگر تجهیزات اتوماتیک.
• صنایع خودروسازی: در کنترل دقیق قطعات متحرک و سیستم‌های کنترل خودرو.
• هوافضا: در سیستم‌های کنترل پرواز و استابلایزرها.
• پزشکی: در دستگاه‌های دقیق مانند تجهیزات جراحی رباتیک و پروتزهای مصنوعی.
• وسایل الکترونیکی: برای کنترل دقیق زوم و فوکوس در تجهیزاتی مثل دوربین‌ فیلمبرداری.

روش‌های کنترل سروو موتور چیست؟

در صنعت برق از روش‌های مختلفی برای کنترل سروو موتورها استفاده می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر است:

1. کنترل موقعیت (Position Control): در این روش، موقعیت دقیق شفت موتور بر اساس سیگنال‌های ورودی و اطلاعات فیدبک کنترل می‌شود.
2. کنترل سرعت (Speed Control): در این حالت، سرعت موتور بر اساس سیگنال‌های فیدبک و ورودی تنظیم می‌شود.
3. کنترل گشتاور (Torque Control): در برخی کاربردهای خاص، کنترل دقیق گشتاور موتور مورد نیاز است که با استفاده از سیستم فیدبک امکان‌پذیر است.

مزایا و معایب موتور سروو چیست؟

حال که به جواب سؤال سروو موتور چیست پاسخ دادیم، قبل از خرید و استفاده از ای سیستم، بهتر است که بدانیم مزایا و معایب سروو موتور چیست؟

امکان کنترل دقیق موقعیت، سرعت و گشتاور از مزایای اصلی این موتورها به شمار می‌آید. سروو موتورها به دلیل استفاده از سیستم فیدبک حلق بسته، دقت بسیار بالایی دارند. سروو موتورها قدرت بالایی دارند و گشتاور بسیار بالایی نسبت به سرعت ایجاد می‌کنند و برای کاربردهای صنعتی با نیاز به توان بالا مناسب هستند. از مزایای مهم دیگر این سیستم، راندمان بالا و در حدود بیش از 90% آن است.

در کنار این مزایا، موتورهای سروو، معایبی نیز دارند. این سیستم‌ها، سیستم هشدار و آلارم برای پیش‌بینی ندارند و باید از مدار کنترل ایمنی برای آنها استفاده کرد. نصب و راه‌اندازی سروو موتورها به دلیل نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و سیستم فیدبک پیچیده‌تر از سایر موتورها است. به دلیل همین سیستم پیچیده و نیاز به قطعات اضافی مانند انکودر و کنترلر، هزینه این موتورها نسبت به انواع دیگر بیشتر است. در نهایت باید بدانید که در صورت استفاده بیش از حد توان، این موتورها دچار آسیب‌های جبران‌ناپذیری می‌شوند.

تفاوت استپ موتور و سروو موتور چیست؟

در نهایت، بعد از آشنایی کامل با سروو موتور، وقت این است که به بررسی تفاوت‌های این سیستم با سایر موتورها بپردازیم.

اگرچه سروو موتور و استپ موتور هر دو در کنترل دقیق حرکت و موقعیت استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های مهمی بین آن‌ها وجود دارد که در ادامه آنها را توضیح داده‌ایم:

• دقت: سروو موتورها دقت بالاتری نسبت به استپ موتورها دارند، زیرا از سیستم فیدبک استفاده می‌کنند.
• سرعت: سروو موتورها در سرعت‌های بالاتر نسبت به استپ موتورها عملکرد بهتری دارند.
• توان: سروو موتورها توان بالاتری دارند و برای کاربردهای سنگین‌تر مناسب هستند.
• هزینه: سروو موتورها به دلیل سیستم کنترل پیچیده‌تر و قطعات بیشتر، هزینه بیشتری نسبت به استپ موتورها دارند.

تفاوت یک موتور عادی باسرو موتور چیست؟

همان‌طور که گفتیم، سروو موتور، اینرسی کم, فیدبک سرعت، سرعت بالا و قابلیت کنترل موقعیت و سرعت زاویه‌ای را دارد که این موارد در موتورهای عادی، معمولاً وجود ندارند.

باتوجه‌به این موارد آیا می‌توان یک موتور معمولی را جایگزین یک سروو موتور کرد؟

اگر تنها تمایزی که بین سروو موتور و موتور معمولی قائل هستید، فیدبک دار بودن و قابلیت کنترل سرعت و موقعیت خروجی آن است، با تقریب خوبی می‌توان این کار را انجام داد. اما نکتهٔ قابل‌توجه در این مسئله، وجود اینرسی بالا و عدم شتاب‌گیری سریع در موتورهای معمولی و بزرگ است که برای رفع این مشکلات، نیاز به تغییر در ساختار و اندازه‌های روتور، استاتور و سیم‌بندی‌های آن‌ها وجود دارد که تقریباً کاری غیرممکن و دور از ذهن است.

سروو موتور چیست؛ کلام آخر

در این مطلب به طور کامل به سؤال سروو موتور چیست پاسخ دادیم. سروو موتورها با ویژگی‌هایی مانند دقت بالا، سرعت کنترل‌شده و توانایی تحمل بارهای سنگین، یکی از اجزای اساسی در صنایع مختلف به شمار می‌روند. درک صحیح از عملکرد و ساختار این موتورها و همچنین تفاوت آن‌ها با استپ موتورها می‌تواند به بهبود کارایی و عملکرد سیستم‌های کنترلی کمک کند. اگرچه سروو موتورها هزینه و پیچیدگی بیشتری دارند، اما در کاربردهایی که نیاز به دقت و کنترل بالا دارند، انتخابی بی‌نظیر هستند.

سوالات متداول

سروو موتور چیست؟

سروو موتور یک محرک چرخشی است که امکان کنترل دقیق موقعیت زاویه‌ای و خطی، به‌علاوه شتاب و سرعت را فراهم می‌کند.

تفاوت استپ موتور با سروو موتور چیست؟

سروو موتور دقت، سرعت، توان و کنترل بیشتری نسبت به استپ موتور دارد و هزینه راه‌اندازی آن هم از استپ موتور بیشتر است.

اجزای اصلی سروو موتور چیست؟

موتور سروو، سروو درایو، چرخ‌دنده، شفت، مدار کنترلی و تقویت‌کننده و کنترل‌کننده جریان اصلی سروو موتور است.

نقش انکودر در سروو موتور چیست؟

انکودر، فیدبک موقعیت و سرعت را به سروو درایو ارسال می‌کند.