Сервоприводы-ликбез
(не показаны 9 промежуточных версий 4 участников) | |||
Строка 3: | Строка 3: | ||
Рулевая машинка со следящей системой на электроприводе ---это механический аналог мышцы совершающую работу! | Рулевая машинка со следящей системой на электроприводе ---это механический аналог мышцы совершающую работу! | ||
Задача рм обеспечить большое усилие при малом перемещении пропорционально с длительностью импульса! | Задача рм обеспечить большое усилие при малом перемещении пропорционально с длительностью импульса! | ||
− | Удельная механическая мощность рулевых машинок не превышает всего 100 вт | + | Удельная механическая мощность рулевых машинок не превышает всего 100 вт/кг массы и КПД=50% для хоббийных с коллекторными моторчиками и 150вт/кг для профессиональных с бесколлекторными! |
Электрический сервопривод или по-русски рулевая машинка состоит из электромотора с понижающим редуктором | Электрический сервопривод или по-русски рулевая машинка состоит из электромотора с понижающим редуктором | ||
− | 1 к 200-1000 раз и платой управления на следящей системе обычно на электрических потенциометрах или датчиках холла плюс корпус с кабанчиком ! Сервоприводы условно делятся на аналоговые, цифровые и специализированные----- | + | 1 к 200--1000 раз и платой управления на следящей системе обычно на электрических потенциометрах или датчиках холла плюс корпус с кабанчиком ! Сервоприводы условно делятся на аналоговые, цифровые и специализированные----- |
− | 1) аналоговые рм обычно управляются | + | 1) аналоговые рм обычно управляются PWM сигналом частотой в 40--60Гц или длительностью импульса 1.5 миллисекунды плюс минус 0.5мс при напряжении питания 4--6В и скважностью 20--25мс-----коллекторный эд с редуктором на самосмазывающихся пластмассовых шестерёнках в 4 ступени, электронная плата управления на четырёх кремниевых транзисторах включенных по мостовой схеме и потенциометр обратной связи посаженный прямо на выходной вал ! Стандартный угол поворота вала плюс-минус 45 градусов! |
Достаточная точность отработки поворота и недорогая цена рм популярны в среде хобби и экспериментаторов! | Достаточная точность отработки поворота и недорогая цена рм популярны в среде хобби и экспериментаторов! | ||
− | 2) цифровые рм могут управляться сбас протоколом | + | 2) цифровые рм могут управляться сбас протоколом с частотой до 400Гц, полностью программируемые, где можно выставить расход |
− | по углу поворота плюс-минус 15-90гр, скорость перекладки 0.1-3сек/60гр! Бесколлекторный эд с цифровым драйвером на полевиках и редуктором на металлических и карбоновых шестерёнках на подшипниках в 5 ступеней, с высокоточным бесконтактным датчиком положения вала, герметичный металлический корпус с радиатором охлаждения! | + | по углу поворота плюс-минус 15--90гр, скорость перекладки 0.1--3сек/60гр! Бесколлекторный эд с цифровым драйвером на полевиках и редуктором на металлических и карбоновых шестерёнках на подшипниках в 5 ступеней, с высокоточным бесконтактным датчиком положения вала, герметичный металлический корпус с радиатором охлаждения! |
− | Расширенный диапазон питания 4-8в и гибкие настройки цифры против аналога популярны у профессионалов и спортсменов! | + | Расширенный диапазон питания 4--8в и гибкие настройки цифры против аналога популярны у профессионалов и спортсменов! |
− | Высокая точность отработки угла поворота, большая выходная мощность на валу и повышенный ресурс на порядок оправдывает высокую цену цифровой рм, которая может быть дороже аналоговой в 3-4 раза при том же формакоре! | + | Высокая точность отработки угла поворота, большая выходная мощность на валу и повышенный ресурс на порядок оправдывает высокую цену цифровой рм, которая может быть дороже аналоговой в 3--4 раза при том же формакоре! |
3) специализированные рм----- | 3) специализированные рм----- | ||
Строка 20: | Строка 20: | ||
сверхбыстрые 0.05с для автомата перекоса вертолёта и для гонок, | сверхбыстрые 0.05с для автомата перекоса вертолёта и для гонок, | ||
− | сверхсильные до | + | сверхсильные до 40 кгсм для рулевой колонки авто и гигантских моделей, |
с поворотом +- 180 гр для манипуляторов и андройдов | с поворотом +- 180 гр для манипуляторов и андройдов | ||
Строка 30: | Строка 30: | ||
Рэл=UI=Мw/КПД=2 М(Нм) х 6.28 х 1/6 /время (сек)=2 х 0.1 М (кгсм)/время= М(кгсм)/5(время перекладки на 60гр)!!! | Рэл=UI=Мw/КПД=2 М(Нм) х 6.28 х 1/6 /время (сек)=2 х 0.1 М (кгсм)/время= М(кгсм)/5(время перекладки на 60гр)!!! | ||
− | Потребляемая мощность рулевой машинки под рабочей нагрузкой приближённо рассчитывается, как | + | Потребляемая мощность рулевой машинки под рабочей нагрузкой приближённо рассчитывается, как момент в кг х см деленный на 5 периодов времени поворота на 60 гр----например 1.5 кгсм делить на 5 и на 0.15 секунды получаем 2 ватт потребляемой электрической с учётом полного КПД=50% рм----тогда при напряжении в 5В сила тока всего 0.4А----- получается что линейный стабилизатор типа крен на 1А с запасом хватит на пару рм и ещё на приёмник ру! |
Максимальный пиковый момент силы при защемлённом редукторе в полтора-два раза больше выходного или оперативного момента ---но этот режим не используют во избежании среза зубов шестерёнок или выгорания обмоток электромотора(ток короткого замыкания)!!! | Максимальный пиковый момент силы при защемлённом редукторе в полтора-два раза больше выходного или оперативного момента ---но этот режим не используют во избежании среза зубов шестерёнок или выгорания обмоток электромотора(ток короткого замыкания)!!! | ||
− | Принцип подбора момента серво привода для воздушных рулей эмпирически прост----- | + | Принцип подбора момента серво привода для воздушных рулей эмпирически прост----- момент силы в 1кг см равен площади рулевого сегмента в 1дм2!!! |
− | то есть при усилии 12кг см площадь не должна превышать 12 дм2 для скоростей полёта до 30 м/с или 110 км в час при условии соотношение радиусов плеч 1 к (3-4) то есть у рм плечо кабанчика короче плеча качалки на руле в ТРИ-ЧЕТЫРЕ раза, чтобы максимальный угол отклонения руля от нейтрали не превышал +-(12-15)гр при полном повороте кабанчика на серво +-(45-60) градусов! | + | то есть при усилии 12кг см площадь воздушного руля не должна превышать 12 дм2 для скоростей полёта до 30 м/с или 110 км в час при условии соотношение радиусов плеч 1 к (3--4) то есть у рм плечо кабанчика короче плеча качалки на руле в ТРИ-ЧЕТЫРЕ раза, чтобы максимальный угол отклонения руля от нейтрали не превышал +-(12--15)гр при полном повороте кабанчика на серво +-(45--60) градусов! |
− | Внимание----- | + | Внимание-----сервы нельзя параллелить на работу одного рычага типа увеличить суммарный момент, но можно применять разрезные рули--дублирование! |
смотри статью "механика-ликбез" | смотри статью "механика-ликбез" |
Текущая версия на 08:19, 20 августа 2024
Рулевая машинка---автор Книжников ВВ
Рулевая машинка со следящей системой на электроприводе ---это механический аналог мышцы совершающую работу! Задача рм обеспечить большое усилие при малом перемещении пропорционально с длительностью импульса! Удельная механическая мощность рулевых машинок не превышает всего 100 вт/кг массы и КПД=50% для хоббийных с коллекторными моторчиками и 150вт/кг для профессиональных с бесколлекторными!
Электрический сервопривод или по-русски рулевая машинка состоит из электромотора с понижающим редуктором 1 к 200--1000 раз и платой управления на следящей системе обычно на электрических потенциометрах или датчиках холла плюс корпус с кабанчиком ! Сервоприводы условно делятся на аналоговые, цифровые и специализированные-----
1) аналоговые рм обычно управляются PWM сигналом частотой в 40--60Гц или длительностью импульса 1.5 миллисекунды плюс минус 0.5мс при напряжении питания 4--6В и скважностью 20--25мс-----коллекторный эд с редуктором на самосмазывающихся пластмассовых шестерёнках в 4 ступени, электронная плата управления на четырёх кремниевых транзисторах включенных по мостовой схеме и потенциометр обратной связи посаженный прямо на выходной вал ! Стандартный угол поворота вала плюс-минус 45 градусов! Достаточная точность отработки поворота и недорогая цена рм популярны в среде хобби и экспериментаторов!
2) цифровые рм могут управляться сбас протоколом с частотой до 400Гц, полностью программируемые, где можно выставить расход по углу поворота плюс-минус 15--90гр, скорость перекладки 0.1--3сек/60гр! Бесколлекторный эд с цифровым драйвером на полевиках и редуктором на металлических и карбоновых шестерёнках на подшипниках в 5 ступеней, с высокоточным бесконтактным датчиком положения вала, герметичный металлический корпус с радиатором охлаждения! Расширенный диапазон питания 4--8в и гибкие настройки цифры против аналога популярны у профессионалов и спортсменов! Высокая точность отработки угла поворота, большая выходная мощность на валу и повышенный ресурс на порядок оправдывает высокую цену цифровой рм, которая может быть дороже аналоговой в 3--4 раза при том же формакоре!
3) специализированные рм-----
сверхбыстрые 0.05с для автомата перекоса вертолёта и для гонок,
сверхсильные до 40 кгсм для рулевой колонки авто и гигантских моделей,
с поворотом +- 180 гр для манипуляторов и андройдов
глубоководные до 100м для подводных дронов!!!
Масса, момент и время перекладки рм всегда указаны производителем в инструкции или на упаковке!
Рэл=UI=Мw/КПД=2 М(Нм) х 6.28 х 1/6 /время (сек)=2 х 0.1 М (кгсм)/время= М(кгсм)/5(время перекладки на 60гр)!!!
Потребляемая мощность рулевой машинки под рабочей нагрузкой приближённо рассчитывается, как момент в кг х см деленный на 5 периодов времени поворота на 60 гр----например 1.5 кгсм делить на 5 и на 0.15 секунды получаем 2 ватт потребляемой электрической с учётом полного КПД=50% рм----тогда при напряжении в 5В сила тока всего 0.4А----- получается что линейный стабилизатор типа крен на 1А с запасом хватит на пару рм и ещё на приёмник ру!
Максимальный пиковый момент силы при защемлённом редукторе в полтора-два раза больше выходного или оперативного момента ---но этот режим не используют во избежании среза зубов шестерёнок или выгорания обмоток электромотора(ток короткого замыкания)!!!
Принцип подбора момента серво привода для воздушных рулей эмпирически прост----- момент силы в 1кг см равен площади рулевого сегмента в 1дм2!!!
то есть при усилии 12кг см площадь воздушного руля не должна превышать 12 дм2 для скоростей полёта до 30 м/с или 110 км в час при условии соотношение радиусов плеч 1 к (3--4) то есть у рм плечо кабанчика короче плеча качалки на руле в ТРИ-ЧЕТЫРЕ раза, чтобы максимальный угол отклонения руля от нейтрали не превышал +-(12--15)гр при полном повороте кабанчика на серво +-(45--60) градусов!
Внимание-----сервы нельзя параллелить на работу одного рычага типа увеличить суммарный момент, но можно применять разрезные рули--дублирование!
смотри статью "механика-ликбез"