همه چیز درباره تفاوت سروو موتور با الکتروموتور
گاها الکتروموتور و سروو موتور را در اصطلاحات بجای هم بکار می‌برند اما این دو تفاوت‌هایی دارند. این دو در صنعت کاربردهای متنوعی دارند، در نتیجه باید تفاوت سروو موتور با الکتروموتور و کاربردها و مزایای هر یک را بدانیم. از این طریق می‌دانیم که هر کدام را باید در چه بخشی از صنعت به کار ببریم تا از تحمیل هزینه‌های اضافی بر کارخانه یا کارگاه جلوگیری کنیم. کاربرد الکتروموتورها را بصورت عمومی در بخش‌های مختلف می‌دانید. اما سروو موتورها را گاها قلب فناوری کنترل حرکت می‌نامند و از آن در اغلب سیستمهای اتوماسیون استفاده می‌کنند. در این مقاله قصد داریم به تفاوت این دو و کاربردهای هر یک بپردازیم و شما را بیشتر با سروو موتور آشنا کنیم.
الکتروموتور چیست؟
برای اینکه به تفاوت سروو موتور با الکتروموتور بپردازیم باید ابتدا بدانیم الکتروموتور و سروو موتور چیستند؟ همانطور که می‌دانید الکتروموتور یک موتور الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. الکتروموتور ساختار ساده‌ای دارد که شامل یک روتور و یک استاتور است. روتور قطعه‌ای از هر موتور AC است که قسمت متحرک موتور می‌باشد و روی شفت استاتور نصب می‌شود. استاتور نیز بخش ثابت موتور است. روتور که نام آن از واژه انگلیسی rotate (چرخیدن) گرفته شده است، با تأثیر گرفتن از قطب الکترومغناطیسی ناهنمام در یک استوانه تو خالی می‌چرخد و منجر به ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود. همین موضوع موجب تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی و ایجاد حرکت و چرخش در انواع دستگاه‌ها و لوازم می‌شود.
سروو موتور چیست؟
اما سروو موتور (Servomotor) را می‌توان یک الکتروموتور تخصصی‌تر دانست. این نوع الکتروموتور دارای اجزای دیگری هم هست که برای مکانیسم‌های کنترل دقیق و بازخورد مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع این یک موتور است که به یک سنسور برای بازخورد موقعیت متصل شده‌است. سنسور بازخورد موقعیت اطلاعاتی از موتور را ارسال می‌کند که امکان کنترل دقیق سرعت، موقعیت و گشتاور را فراهم می‌کند. اگر بخواهید یک شیئ را در یک زاویه خاص بچرخانید و یا قصد دارید آن را در یک فاصله مشخص بصورت خطی حرکت دهید، سروو موتور این کار را با دقت زیاد انجام خواهد داد. در ادامه به شما خواهیم گفت که سیستم کنترل و بازخورد چیست و چکار می‌کند.
سروو موتورها از زمانی که به سیستمهای کنترلی دقیقی در بخش‌های نظامی و صنعتی مورد نیاز بود به وجود آمدند. این زمان تقریبا اوایل قرن بیستم میلادی است. این موتورها ابتدا به صورت مکانیکی و با استفاده از سیستمهای هیدرولیک و پنوماتیک تولید و طراحی می‌شدند. اما با پیشرفت علم به موتورهای الکترونیکی پیچیده‌تری تبدیل شدند. سالهای بعد نیز این تکنولوژی با پیشرفت الکترونیک و میکروالکترونیک بخوبی توانست جای خود را در صنعت پیدا کند. اما از حدود سال 1980 بود که با ظهور فناوری سروو موتور بدون برس و کنترل‌‌کننده‌‌های دیجیتالی کاربردها و نفوذ بیشتری در صنایع پیدا کردند. امروزه این موتورها بخشی جدا نشدنی از صنایع اتوماسیون پیشرفته و کاربردهایی است که بالاتر به آن اشاره کردیم.
مهم ترین تفاوت سروو موتور با الکتروموتور؛ سیستم کنترل و بازخورد
حالا که متوجه شدید تفاوت الکتروموتورها و سروو موتورها در میزان کنترل آن است باید در این زمینه نیز اطلاعاتی کسب کنید. در الکتروموتورها سیستم کنترلی به نحوی عمل می‌کند که بطور مثال می‌توان با ابزارهای بیرونی سرعت و یا موقعیت را کنترل می‌کنند. و یا با استفاده از سیستمی ساده، روشن و خاموش شدن الکتروموتور را در کنترل گرفت. بطور مثال در زمینه کنترل موتور با استفاده از سوئیچ‌ها، رله‌ها و یا درایوهای فرکانس متغیر یا VFD که قبلا در مورد آنها نیز مقالاتی نوشته‌ایم. اما الکتروموتورها مکانسیمی برای بازخورد داخلی ندارند و نظارتی بر شرایط عملیاتی و یا پارامترهای عملکردی آنها وجود ندارد.
اینجاست که سروو موتورها وارد می‌شوند. سروو موتورها با استفاده از کنترل دقیق و پاسخ داینامیک و در لحظه می‌توانند عملکرد بهتری از خود نشان دهند. به این طریق که حشگر کنترل موقعیت موتور مرتبا اطلاعاتی را از وضعیت فعلی موتور مخابره می‌کند. همین بازخورد، سیستم کنترلی را قادر می‌سازد تنظیماتی مداوم را برای حفظ موقعیت، سرعت و گشتاور دقیق انجام دهد.
در نتیجه حالا متوجه شدید که سروو موتورها برای مواردی که نیاز به دقت و پاسخگویی بالایی وجود دارد بسیار مناسب هستند. در واقع الکتروموتورها در سرعت بالا، گشتاور ثابتی را ارائه می‌دهند. الکتروموتورها برای ارائه حرکت چرخشی با سرعت ثابت کارآمد هستند ولی همانطور که پیشتر هم گفتیم برای تنظیم سرعت و یا گشتاور خروجی نیازمند دستگاه‌های خارجی نیز هستند.
سروو موتورها توانایی بیشتری در کنترل سرعت و گشتاور دارند. این موتورها می‌توانند حتی در سرعت پایین، گشتاور بالایی را ارائه دهند. مهمتر از آن، کنترل مداوم موجب می‌شود که این موقعیت را بصورت دقیق در طول کار موتور حفظ کنند. بطور کلی مکانیسم کنترلی و بازخوردی در سروو موتور تنظیم دقیق سرعت و گشتاور را فراهم می‌کنند و همین کنترل قابل تنظیم و دقیق موضوعی است که کاربرد سروو موتور را از یک الکتروموتور ساده مجزا می‌کند.
کاربردهای الکتروموتو و سروو موتور
همانطور که تا اینجا بخوبی روشن شد، کاربردهایی که نیاز به دقت و کنترل دارند را برای سروو موتورها رزرو می‌کنیم. در واقع تفاوت سروو موتور با الکتروموتور این است که سروو موتورها با دادن قابلیت کنترل دقیق موقعیت، سرعت، و شتاب به ما امکان می‌دهند تا حرکت را بطور دقیق در کنترل خود درآوریم. الکتروموتورها نیز در کاربری‌های عمومی‌تر مورد استفاده دارد و کاربردهای هر یک را در زیر بطور خلاصه و تیتروار ذکر می‌کنیم.
کاربردهای الکتروموتور
- استفاده در لوازم خانگی مانند یخچال، ماشین لباسشویی و پنکه
- استفاده در پمپ ها، نوار نقاله‌ها
- استفاده در توربین‌ها
- استفاده در دمنده‌ها و فن‌های صنعتی
- استفاده در کشتی‌ها
- استفاده در کمپرسورها
- استفاده در آسانسور و بالابرها
- و….
کاربردهای سروو موتور
- استفاده در رباتیک، ماشین آلات CNC و اتوماسیون صنعتی
- استفاده در تجهیزات هوافضا، پزشکی و خودرو
- استفاده در ماشین‌آلات نساجی
- استفاده در ماشین‌آلات چاپ
- استفاده در ماشین‌آلات تولید قطعات الکتریکی
- استفاده در سرگرمی و بازی
- و…
بطور کلی سروو موتور در دستگاه‌هایی که نیاز به سرعت و دقت بالایی هست استفاده می‌شود، مانند این بازوی رباتیک.
انواع سروو موتورها
سروو موتورها را می‌توان به انواع مختلفی تقسیم کرد. از جمله 4 دسته زیر :
- سروو موتورهای AC : در این مدل از جریان متناوب (AC) برای کنترل دقیق سرعت و موقعیت بار استفاده می‌شود.
- سروو موتورهای DC : در این مدل از جریان متناوب (DC) برای کنترل دقیق سرعت و موقعیت بار استفاده می‌شود.
- سروو موتورهای خطی : این مدل از سروو موتور بجای حرکت چرخشی، حرکتی خطی را ارائه می‌دهد.
- سروو موتورهای بدون براش : این مدل بجای برس، از کموتاسیون الکترونیکی برای کنترل سرعت و موقعیت موتور استفاده می‌کند.
علاوه بر نوع AC و DC و…، سروو موتورها را می‌توان در انواع بزرگ و کوچک نیز دسته‌بندی کرد. اندازه‌های کوچک آن در رباتیک و از این دست موارد کاربرد دارند و اندازه‌های بزرگتر آن در تولید دستگاه‌های CNC به کار برده می‌شوند. همچنین می‌توان آنها را در دو نوع گیربکس‌دار و بدون گیربکس نیز تقسیم‌بندی کرد. سروو موتورها از نظر ظاهری قطر کم و بدنه‌ای دراز دارند که از این حیث براحتی از یک الکتروموتور قابل تشخیص است.
مزایا و معایب سروو موتورها
اما سروو موتورها مزایا و معایب مختلفی دارند که در این بخش به آنها می‌پردازیم. از جمله مزایای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- گشتاور بالا نسبت به سرعت
- دقت بسیار بالا در کنترل
- راندمان تا بیش از 90%
- توان خروجی نسبتا بالا نسبت به وزن موتور
اما این سروو موتورها معایب و یا کمبودهایی نیز دارند که از آن جمله می‌توان موارد زیر را نام برد:
- برای جبران نبود سیستم هشداری برای پیش‌بینی، نیازمند استفاده از مدار کنترل (مدار ایمنی) هستند.
- استفاده بیش از حد توان می‌توان آسیب‌های جدی به بار بیاورد.
- در سرعت‌های بالا برای انتقال قدرت به گیربکس خورشیدی نیاز خواهیم داشت.
- هزینه نصب این نوع موتور از سایر موتورهای پله‌ای بیشتر است.
سروو موتور اصل را چطور از تقلبی آن تشخیص دهیم؟
بهترین راه برای خرید سروو موتور اصل خرید مستقیم از نمایندگی‌های مجاز و معتبر آن است. سروو موتورهای انواع تولید داخلی و خارجی دارند که در هر نوع احتمال وجود انواع تقلبی وجود دارد. همینطور اگر قیمت محصول خیلی پایین و یا زیادی بالا بود، باز هم احتمال دارد که این سروو موتور تقلبی باشد. همچنین اگر امکان دارد، محصول مورد نظر را با یک محصول اصلی مقایسه کنید.
آیا می‌توان از سروو موتور سرعت‌های مختلف گرفت، بدون اینکه قدرت خروجی موتور کاهش یابد؟
بله این موضوع امکان‌پذیر است اما باید توجه داشته باشید که برای این کار حتمن از درایو مخصوص سروو موتور استفاده کنید.
کاربرد سروو موتور چیست؟
سروو موتورها توانایی بیشتری در کنترل سرعت و گشتاور دارند. در واقع کاربرد اصلی سروو موتورها برای کنترل بیشتر و لحظه‌ای است تا بتوان موقعیت مورد نظر را بصورت دقیق در طول کار موتور حفظ کنیم. کاربردهایی از قبیل استفاده در رباتیک و اتوماسیون صنعتی از جمله مهمترین مواردی است که می‌توان نام برد. سروو موتور در واقع قلب فناوری در کنترل حرکت است.