Імовірно, шанувальники авіамоделей знайомі з рульовим механізмом. Сервопривід на радіокеруванні відіграє важливу роль у авіамоделях, особливо в моделях літаків з фіксованим крилом та моделях кораблів. Керування, зліт та посадка літака повинні контролюватися рульовим механізмом. Крила обертаються вперед і назад. Для цього потрібна тяга серводвигуна.
Серводвигуни також відомі як мікросерводвигуни. Структура рульового механізму відносно проста. Загалом, він складається з невеликого двигуна постійного струму (малий двигун) та набору редукторів, а також потенціометра (підключеного до редуктора для роботи як датчик положення), плати керування (зазвичай містить компаратор напруги та вхідний сигнал, блок живлення).
Серводвигун. На відміну від принципу крокового двигуна, це, по суті, система, що складається з двигуна постійного струму та різних компонентів. Кроковий двигун покладається на обмотку статора, яка подається на живлення, щоб створити магнітне поле, яке притягує ротор з постійним магнітом або впливає на реактивний сердечник статора для обертання в задане положення. По суті, похибка дуже мала, і зазвичай немає зворотного зв'язку. Міні-серводвигун рульового механізму живиться від двигуна постійного струму, тому повинен бути контролер, який надсилає команди двигуну постійного струму, і в системі рульового механізму є зворотний зв'язок.
Вихідна шестерня редукторної групи всередині рульового механізму по суті з'єднана з потенціометром, утворюючи датчик положення, тому кут повороту цього рульового механізму залежить від кута повороту потенціометра. Обидва кінці цього потенціометра підключені до позитивного та негативного полюсів вхідного джерела живлення, а ковзний кінець з'єднаний з обертовим валом. Сигнали разом надходять на компаратор напруги (операційний підсилювач), а джерело живлення операційного підсилювача підключається до вхідного джерела живлення. Вхідний керуючий сигнал являє собою сигнал широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), який змінює середню напругу пропорційно до високої напруги в середньому періоді. Цей компаратор вхідної напруги.
Порівнюючи середню напругу вхідного сигналу з напругою датчика положення живлення, наприклад, якщо вхідна напруга вища за напругу датчика положення, підсилювач видає позитивну напругу живлення, а якщо вхідна напруга вища за напругу датчика положення, підсилювач видає негативну напругу живлення, тобто зворотну напругу. Це керує обертанням двигуна постійного струму вперед і назад, а потім керує обертанням рульового механізму через вихідний редуктор. Як показано на малюнку вище. Якщо потенціометр не пов'язаний з вихідним редуктором, його можна з'єднати з іншими валами редуктора для досягнення ширшого діапазону рульового механізму, такого як обертання на 360°, шляхом керування передавальним числом, і це може призвести до більшої, але не до кумулятивної похибки (тобто похибка збільшується з кутом повороту)..
Завдяки своїй простій конструкції та низькій вартості, рульовий механізм використовується в багатьох випадках, не лише в моделюванні літаків. Він також застосовується в різних роботизованих манипуляторах, роботах, автомобілях з дистанційним керуванням, дронах, розумних будинках, промисловій автоматизації та інших галузях. З його допомогою можна реалізувати різні механічні дії. Існують також спеціальні високоточні сервоприводи з високим крутним моментом для використання в галузях з високими вимогами до точності або галузях, що потребують великого крутного моменту та великих навантажень.
Час публікації: 20 вересня 2022 р.