Servo motor nedir?
Servo motorun tanımı
"Servo" terimi, kontrol mekanizmasını ifade eder ve Latincede köle anlamına gelen "servus" kelimesinden gelir. Servo motorlar, "tam olarak belirtildiği gibi" çalışabilecekleri gerçeğinden dolayı bu adı almıştır.
Konum ve hız gibi parametreleri kontrol edebilen bir motora, bu kontrolün nasıl sağlandığına bakılmaksızın servo motor denir. Dolayısıyla, bu terim bazen adım motorlarını ve çekirdeksiz motorları da kapsayacak şekilde kullanılır.
Ancak buradaki amacımız bağlamında, servo motor, hız ve pozisyonu (dönme açısı) kontrol etmek için bu kodlayıcıdan (dönme hareketi dedektörü) ve bu kodlayıcıdan gelen bilgileri kullanan bir sürücüden oluşan bir motor olarak tanımlanacaktır.
Servo motorlar ile step motorlar arasındaki farklar
Servo motorlar gibi, adım motorları da harici girişlere göre dönüş açılarını kontrol edebilir. Bu nedenle, makinelerin konumlandırılması ve benzeri uygulamalarda da kullanılabilirler. Ancak bu iki motor türü arasında birçok fark vardır.
1. Kontrol mekanizması
Servo motorlar, dönüş konumlarını belirleyen ve motor konumunun geri besleme kontrolünü sağlayan bir kodlayıcıya (dönme hareketi dedektörü) sahiptir. Bu şekilde hassas bir durdurma doğruluğu sağlanır ve durma anında motor konumundan sapma olması durumunda motor orijinal konumuna geri dönebilir. Buna karşılık, adım motorlarında motorun dönüş açısı giriş darbelerinin sayısıyla orantılıdır. Bu nedenle, kontrolörden alınan giriş darbelerinin sayısına göre konumu kontrol eder. Bir konum sensörüne ihtiyaç duyulmasa da, bu aynı zamanda konum sapmalarını tespit edecek bir aracın olmaması anlamına gelir. Örneğin, yükteki beklenmedik değişiklikler motorun senkronizasyonunu bozabilir (yani motor, giriş tarafından belirtilenden farklı bir açıda döner).
2. Tork ve hız
Servo motorlar yüksek hızlarda çalışabilir ve düşükten yükseğe geniş bir hız aralığında güvenilir tork sağlayabilir. Adım motorları ise düşük hızlarda yüksek tork sağlayabilir, ancak hız arttıkça torkları azaldığı için yüksek hızlı çalışma için daha az uygundurlar.
3. Maliyet
Servo motorlar döner kodlayıcı ve servo kontrolcü (sürücü) gerektirdiğinden step motorlara göre daha pahalıdırlar.
Servo motor ve step motor hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen tıklayın: Servo Motor ve Step Motor Karşılaştırması .
Servo motorların tarihi
1950'lerden itibaren, Amerika Birleşik Devletleri'nde fabrika otomasyonuna olan ilgi, başlangıçta bantlı konveyörler, otomatik makineler ve endüstriyel robotlar gibi alanlarda artmaya başladı. İlk otomatik makineler ve endüstriyel robotlar, aktüatörlerin konumunu kontrol etmek için hidrolik veya pnömatik teknikler kullanmaya eğilimliydi, ancak doğruluk, operasyonel güvenilirlik, ilgili boru tesisatı, hidrolik yağ veya hava sızıntısı gibi sorunlarla karşı karşıyaydılar.
Daha sonra, teknolojinin gelişmesiyle birlikte 1950'li ve 1960'lı yıllarda DC servo motorların kullanımı artmış ve endüstriyel robotlarda sorun yaratan hidrolik ve pnömatik mekanizmaların yerine kullanılmaya başlanmıştır.
Endüstriyel robotlardaki gelişmelere paralel olarak servo motorlarda da büyük teknolojik ilerlemeler yaşandı. AC servo motorlar 1980'lerde piyasaya sürüldü. Pratik avantajları arasında robotların daha küçük ve daha hafif olması yer alıyor ve bu sayede servo motorlar modern endüstriyel makinelerde yaygın olarak kullanılıyor.
Servo motor çeşitleri
Servo motorlar DC servo motorlar ve AC servo motorlar olarak ikiye ayrılır.
1. DC servo motorlar
Bunlar, fırçalı DC (doğru akım) motorlarla tahrik edilen servo motorlardır. DC motorların kontrolü AC motorlara göre daha kolaydır. Küçük boyutları ve düşük maliyetleri nedeniyle yaygın olarak kullanılırlar, ancak AC motor kontrol teknolojisindeki gelişmeler sayesinde DC motorların kullanımı son zamanlarda azalmaktadır.
2. AC servo motorlar
Bunlar, alternatif akım (AC) motorlarıyla çalışan servo motorlardır. DC motorlara göre kontrolü daha karmaşık olsa da, kontrol teknolojisindeki gelişmeler onları artık en yaygın servo motor türü haline getirmiştir.
Tahrik mekanizmalarına bağlı olarak AC servo motorlar, senkron motorlar (SM) ve endüksiyon motorları (IM) olarak ikiye ayrılır. Bunlar, kalıcı mıknatısın varlığına veya yokluğuna göre ayırt edilir.
SM'ler kalıcı mıknatıs içerir. Motor çıkışını artırmak için kalıcı mıknatıs kullanımının artırılması gerekir; kalıcı mıknatıslar pahalıdır ve motor maliyeti yüksektir. Bu nedenle düşük güç uygulamalarında (10 kW'a kadar) yaygın olarak kullanılırlar. Ancak son yıllarda yüksek performanslı kalıcı mıknatısların piyasaya sürülmesiyle birlikte, senkron AC servo motorlar artık tercih edilen standart seçenek haline gelmiştir.
IM'ler kalıcı mıknatıs kullanmazlar ve daha yüksek çıkışlı uygulamalar (10kW veya daha fazla) için kullanılırlar.
Servo motor uygulamaları
Hassas konumlandırma özellikleriyle servo motorlar, endüstriyel robotlar ve hassas makineler gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulama örnekleri şunlardır:
- Endüstriyel robot eklemleri
- İnsansı robot eklemleri
- Gıda işleme makinelerinde ekipman kontrolü
- Paketleme makinelerinde ekipman kontrolü
- Konveyör sistemlerinde kayış tahrikleri
- Trenlerde otomatik kapılar
- LCD ve yarı iletken muayene makinelerinde kullanılan XY tabloları
- Presler/rulo besleyiciler
- Takım tezgahları veya muayene sistemleri için döner aşamalar
- Preslerin kontrolü
- Bağlama makinelerinin kontrolü
- Plastik kalıplama makinelerinin kontrolü
- Eğlence makinelerinin kontrolü
- Radyo kontrolü ve diğer hobi uygulamaları
- Kaplama veya buhar biriktirme makineleri
- LCD'ler ve yarı iletkenler için spin temizleme makineleri
