تحقیق مقاله سرو مکانیسم

سرومکانیسم(سیستم کنترل ردیاب):

مکانیسم های سرو که به اختصار سروها یا سیستم های سرو نامیده می شوند،در عملیات تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی کاربردهای بیشماری دارا هستند.درکار با رادار وآنتن، هدایت کننده ها ، ابزار محاسبه ،ارتباطات دریایی،کنترل دریایی و بسیاری از دیگر تجهیزات،که اغلب راه اندازی باری مکانیکی دور از منبع کنترل آن ضروری ولازم است.

در کاربردهای مدرن ، واژه سرو یا مکانیسم سرو به یک سیستم کنترلی فیدبک که متغیر کنترل شونده ، موقعیت یا مشتق موقعیت مکانیکی به عنوان سرعت و شتاب است، محدود می شود.

یک سیستم کنترلی فیدبک ، سیستم کنترلی است که به نگهداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنترل شده و یک کمیت مرجع ، با مقایسه توابع آنها و استفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.

سیستم کنترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتریکی تکیه می کند . مشخصات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از :

1- پاسخ سریع ،

2- دقت بالا ،

3- کنترل بدون مراقبت و

4- کارکرد از راه دور .

نیاز های چنین کنترلی عبارتست از :

1- وسیله آشکار سازی خطا ،

2- تقویت کننده و

3- وسیله تصحیح خطا ،

هر عنصر هدف ویژه ای در هماهنگ کردن کمیت مرجع با کمیت کنترل شده ایفا می کند . وسیله آشکارسازی خطا هنگامی که کمیت تنظیم شده متفاوت از کمیت مرجع است ، خطا را آشکار می کند . سپس یک سیگنال خطا به تقویت کننده ای که قدرت وسیله تصحیح خطا را فراهم می کند می فرستد . با این توان وسیله تصحیح خطا ، کمیت کنترل شده را آنچنان تغییر می دهد که با ورودی مرجع هماهنگ گردد .

به موتورهایی که به سرعت به سیگنال خطا پاسخ می دهند و سریعا به بار شتاب می دهند سرو موتور گفته می شود . نسبت گشتاور به اینرسی (T/J) یک جنبه بسیار مهم یک سرو موتور است ، زیرا موتور با این فاکتور شتاب می گیرد .

مشخصات اصلی که در هر سرو موتور دیده می شود عبارتست از :

1- گشتاور خروجی موتور باید متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد .

2- جهت گشتاور سرو موتور باید به پلاریته لحظه ای ولتاژ کنترل بستگی داشته باشد .

سرو موتور به دو دسته کلی سرو موتورهای و سرو موتورهای تقسیم می گردد .

سرو موتورهای عموما به سرو موتورهای ترجیح داده می شوند ، بجز برای استفاده در سیستمهای با قدرت خیلی بالا، سرو موتورهای به دلیل اینکه نسبت به سرو موتورهای دارای بازده بیشتری هستند ترجیح داده می شوند . اگر چه تلفات توان نگرانی اصلی در سرومکانیسمها نیستند ، یک موتور پربازده از تلفات بیش از اندازه توان جلوگیری می کند .

سرو موتور های :

در بین سرو موتورهای مختلف ، موتورهای سری ، موتورهای سری چاکدار ، موتور کنترل موازی ، و موتور موازی مغناطیس دائم ( تحریک ثابت ) قرار دارند . این واحدها توان خروجی بالایی نسبت به اندازه آنها تحویل می دهند و در مورد موتور موازی با تحریک کنترل شده ، توان کنترلی کمی مورد نیاز است .

موتور سری دارای گشتاور راه اندازی بالایی است و جریان زیادی می کشد و تنظیم سرعت کمی دارد . کارکرد معکوس می تواند با معکوس کردن پلاریته ولتاژ میدان با سیم پیچ میدان سری ( یعنی یک سیم پیچ برای هرجهت چرخش ) به دست آید . مورد اخیر بازده موتور را کاهش می دهد .

موتور سری چاکدار می تواند به عنوان یک موتور تحریک مستقل با میدان کنترل شده به کار گرفته شود ، آرمیچر باید از یک منبع جریان ثابت تغذیه شود .

یک منحنی گشتاور سرعت نوعی ، گشتاور ایستای بالا و کاهش سریع گشتاور با افزایش سرعت را نشان می دهد . این امر میرایی خوب و خطای سرعت بالا را نتیجه می دهد .

نوع موازی سروموتور از سایر موتورهای موازی برای کارکرد عمومی متفاوت نیست . این موتور دو سیم پیچی مجزا - سیم پیچی میدان که روی استاتور قرار داده شده و سیم پیچی آرمیچر که روی روتور قرار داده شده - دارد .

هر دو سیم پیچی به یک منبع تغذیه متصل شده اند . در یک موتور موازی معمولی ، دو سیم پیچی به صورت موازی به تغذیه اصلی متصل شده اند . اما در یک کارکرد سرو ، سیم پیچی ها با منابع جداگانه ای تغذیه می شوند ، در مورد یک موتور با میدان کنترل شده. میتوان گفت ، میدان با سیگنال تقویت شده خطا تحریک شده و سیم پیچی آرمیچر از یک منبع جریان ثابت نیرو می گیرد . گشتاور تحویلی تا اشباع متناسب با جریان میدان است .

، در سروموتورهای کوچک بکار می رود ، زیرا پاسخ دینامیکی آن از موتور با آرمیچر کنترل شده آهسته تر است .

جهت چرخش موتور اگر پلاریته میدان معکوس شود عکس می شود.آرمیچر موتور با سیگنال تقویت شده خطا ومیدان از یک منبع جریان ثابت تغذیه می شوند .

میدان این موتور عموما بالاتر از زانوی مشخصه اشباع کار میکند ( جهت حفظ گشتاور با حساسیت کمتر نسبت به تغییرات جزیی در جریان میدان ) . همچنین چگالی شار میدان بالا ، حساسیت گشتاور موتور را افزایش می دهد ، زیرا برای تغییرات کوچک در جریان آرمیچر، گشتاور با حاصلضرب جریان در شار متناسب است .

پاسخ دینامیکی درموتور نوع کنترل شده میدان سریعتر است ، زیرا مدار آرمیچر لزوما یک مدار مقاومتی است وثابت زمانی کوتاهتری دارد . اگر پلاریته سیگنال خطا معکوس گردد ، موتور در جهت معکوس می چرخد .

موتور مغناطیس دائم یک موتور تحریک ثابت موازی است که میدان ، با یک مغناطیس دائم تغذیه می شود . کارکرد شبیه به موتور با میدان ثابت و آرمیچر کنترل شده است.

سروموتورهای :

سروموتورهای همانطور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهای همیشه به موتورهای ترجیح داده میشوند. مزایای سروموتورهای به سروموتورهای شامل موارد زیر است :

1- روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای از نظر ساختاری ، محکمتر هستند.

2- سروموتورهای دارای جاروبک برای کموتاسیون نیستند و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

3- هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور وجود دارد نیست پس آرمیچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

4- بدلیل اینکه آرمیچر، سیم پیچی های عایق دار پیچیده ای ندارد ، قطر آن می تواند برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از Over Shoot در مکانیسم سرو کمک می کند .

یک سروموتور اصولا یک موتور دوفاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خاص طراحی آن.

توان مکانیکی خروجی یک سروموتور از 2 وات تا چند صد وات تغییر می کند . موتورهای بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشخصات گشتاور سرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربردهای سرو بسیار مشکل ساز خواهند شد . سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سرو و شماری ازکاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.

کاربردهای سروموتور:

در ادامه به نمونه هایی از کاربرد سرو موتور در صنعت اشاره می شود:

تغذیه دستگاه پرس :

در این کاربرد ، ورقه های فلز به داخل دستگاه پرس تغذیه می شوند که در آنجا به وسیله یک تیغه چاقو به طول بریده می شوند . ورقه های فلزی ممکن است دارای یک آرم یا دیگر تبلیغات باشند که باید علائم با نقاط برش هماهنگ شوند . در این کاربرد سرعت و موقعیت ورقه فلز باید با نقاط برش صحیح همزمان شود . سنسور فیدبک می تواند یک باشد که با یک سنسور فتوالکتریک برای تشخیص موقعیت فلز کوپل شود . یک تابلو اپراتوری نصب شده ، آنچنان که اپراتور می تواند سیستم را برای حفاظت از برخورد تیغه ها جلو یا عقب ببرد یا عمل بارگذاری نورد جدید را انجام دهد . تابلو اپراتوری همچنین می تواند برای احضار پارامترهای درایو مطابق با نوع فلز ، استفاده شود . همچنین سیستم می تواند با یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی یا دیگر انواع کنترل کننده کامل شود و تابلو اپراتوری می تواند برای انتخاب نقاط صحیح برش برای هر نوع فلز استفاده شود .

پر کردن بطری در خط :

در این کاربرد چند پر کننده با بطریها به صورتی که آنها در طی یک خط پیوسته حرکت کنند ، در یک خط قرار گرفته است . هر کدام از پرکننده ها باید با یک بطری هماهنگ شوند و بطری را در حال حرکت آن تعقیب کنند . محصول هنبامی که نازل با بطری حرکت می کند ، توزیع می شود .

در این کاربرد 10 نازل روی یک نوار قرار گرفته اند که با یک مکانیسم توپ – پیچ حرکت می کنند . وقتی موتور شفت را حرکت می دهد ، نوار به صورت افقی در طول شفت شروع به حرکت می کند . این حرکت صاف خواهد بود آنچنانکه هر کدام از نازلها بتواند محصول را در داخل بطزیها بدون سرریز پخش کند .

سیستم درایو سرو از یک کنترل کننده موقعیت با نرم افزار استفاده می کند که اجازه می دهد موقعیت و سرعت همانطور که خط بطریها را حرکت می دهد ، دنبال شود . Encoder اصلی بطریها را هنگامی که در طی خط حرکت می کنند ، تعقیب می کند .

همچنین برای اطمینان از اینکه اگر یک بطری گم شده یا فاصله زیادی بین بطریها ظاهر شود ، هیچ محصولی از نازل پخش نشود یک آشکار ساز به سیستم متصل می شود .

کاربرد بعدی دارای کنترل سروموتوری سرعت یک مکانیسم تغذیه برچسب است که برچسبهای از پیش چاپ شده را از روی یک رول روی بسته هایی که روی یک سیستم حمل کننده حرکت می کنند ، قرار می دهد . سیگنالهای فیدبک با یک Encoder که موقعیت حمل کننده را نشان می دهد ، تاکوژنراتور که سرعت حمل کننده را نشان می دهد ، و یک سنسور که علامت ثبت شده روی برچسب را نشان می دهد به دست می آیند . سیستم موقعیت سرو با یک میکرو پروسسور که سیگنال خطا را تنظیم می کند و تقویت کننده سرو که سیگنالهای توان را برای سرو موتور تهیه می کند کنترل می شود.