Servo Motor Nedir? Nasıl Çalışır, Çeşitleri Nelerdir?

Servo Motor Nedir? Nasıl Çalışır?

Servo, herhangi bir mekanizmada oluşabilecek olan bir hatayı kısa sürelerde algılayan, bu hatayı denetleyen ve hatayı ortadan kaldıran otomatik cihazlardır. İçeriğinde kompanzasyon sargısı yer alan, kuvvetli bir manyetik alana sahip olan, uzun doğru akım moturuna servo motor denir. Servo motorların yapılış şekilleri DC motorlar gibidir. 1 devir- dakika ile hız bölgesinin daha altında çalışabilen ve hız kontrolünü sağlayabilen yardımcılardır teknolojik anlamda sık şekilde kullanılır. Servo motor sistemi pnömatik, hidrolik, elektronik ve mekanik şekilde kullanılabilir.Servo motor düzenekleri, sürücüler tarafından; hız ya da mekaniksel açıdan kontrol edilmektedir. Ayriyeten kontrol devrelerini ve motor sürücüsünü de içinde barındırmaktadır.

Servo Motorların Çalışma Prensipleri

Herhangi bir sistem içinde servo motorların kontrolü, pozisyon ya da hız ile alakalı olan denetim uygulamalarında, feedback ( geri besleme ) yardımıyla karar verme ünitesine gönderilmekte ve sistemin yapmış olduğu davranışlar ile son kontrollerini yapmaktadır. İç kısmındaki düzenekte step motor kullanılmamış olan kapalı devre sistemlerine de servo motor adı verilir. Bundan kaynaklı olarak hız kontrolü yapılacak olan basit şekilde tasarlanmış olan akım indüksiyon motorlarına da servo motor adı verilir. Normal motorlar ile servo motorlar arasında fark bulunur. Genel anlamda güç sağlamakta olan servo motorlar, geniş açıdan hız ile alakalı olan komutları yerine getirebilecek şekilde tasarlanmıştır. Komutlar pozisyonun birleşmesi, hız ve posizyon olabilmektedir. Servo motorların özellikleri içinde;

Servo motorlar küçük boyutlarına rağmen oldukça büyük moment elde edilmektedir.
Servo motorlar hızı ve devir sayıları en düzgün şekilde değiştirilebilir.
Servo motorlar oldukça geniş hız sınırları içinde kararlı bir düzeyde çalışmaktadır.

Servo Motorların Çeşitleri

DC ( doğru akım ) ile çalışanlar, AC (alternatif akım ) ile çalışanlar olarak iki çeşittir, DC motor fırçalı, AC motor ise fırçasız olarak yapılmaktadır. Bunların tamamı elektronik açıdan tasarlanmış olan programlayıcı- sürücü devrelerinin hepsi ile kullanılır. Teknolojinin de desteği ile günümüz şartlarında kullanılmakta olan servo motorlar mikroişlemci- sürücü kontrolü ve dijital yapıya sahiptir.Servo motorların özellikleri içinde;

Servo motorlarda döndürme ile alakalı olan momentler oldukça yüksek seviyededir.
Servo motorlar döndürme momentlerinin 2 katına kadar çıkabilecek olan değerler hızlı ve kolay bir şekilde ulaşma imkânına sahiptir.
Servo motorlardaki devir sayıları 1 ile 10.000 d-d aralığından istenilmekte olan değerlerin herhangi birine kolay bir şekilde ayarlanabilir.
Dur kalk sayılarında fazlalıklar olabilir, bu sayıların fazlalığı servo motorlar açısından önemli değildir. Olumsuz açıdan etkileşim sağlamaz.
Hareketleri sıklıkla değişebilir,bu değişim servo motorlar açısından önemli değildir. Olumsuz açıdan etkileşim sağlamaz.
Atalet momentleri oldukça küçüktür, buna rağmen verilecek olan komutların hepsini kolay şekilde algılar ve uygular.

Servo Motorların Yapıları

Servo motorlarının yapıları geri bildirim ünitesinden ve motordan oluşur. Geri bildirim olarak adlandırılan ünite kodlayıcı ya da takogenaratöründen oluşabilir. Servo motorlar doğru akım ve alternatif akım olarak karşımıza çıkar. İlk çıktığı yıllarda sıklıkla doğru akım olanları tercih edilmekteydi. Yıllarca yüksek akım için kontrol sağlayan tristörler kullanılmıştır. Tristörlerin yüksek düzeydeki akımların kontrollerini yaptığından ve yüksek olan akımların yüksek düzeyde olan frekanslara anahtarlanmasında alternatif akım servo motorlar daha sık tercih edilmeye ve kullanılmaya başlanmıştır. servo motorlar diğer motorlara göre daha kolay ivmelendirme yapar ve hızlı frenleme yapar. Bunun içinde döndürme için kullanılmakta olan momentin olabildiğince büyük, eylemsizlik için kullanılan momentin de olabildiğince küçük olması gerekmektedir. Bu işlem iki şekilde sağlanır;

İlki;servo motordaki eylemsizlik momenti bir silindir ile çapa bağlı şekilde tasarlanmıştır. Bu tarz bir durumda endüvi çapı da küçük tutulması gerekir. Gereken durumlarda bu uzunluk büyültülebilir. Eylemsizlik ile alakalı olan uzunluk etki sağlarken, çap da etkilenmektedir. Bundan kaynaklı olarak servo motorların boylarının uzun ve çaplarının küçük olması gerekir.

İkincisi; eylemsizliğe etki sağlayan diğer bir unsur da endübinindir. Servo motor yapılarında endüvininlerin yapıları oldukça hafiftir. Endüvin kısmı demir gibi ağır bir malzemeden değil hafif olan yalıtkan bir malzeme ile tasarlanmaktadır, bundan kaynaklı olarak da 8 ila kez eylemsizlik azalma yapar. Servo motorlarda hızlanma ve yavaşlama milisaniye ile ölçülürken, normal motorlarda saniyeler ile ölçülür. Servo motor sistemlerinde gereksinim doğrultusunda farklı tarzlarda motor kullanabilme şansı bulunur. En çok kullanılan ve tercih edilen motorlar; sincap kafesli olan motor modelleri, DC motor modelleri, AC motor modelleri ve fırçasız olan DC motor modelleridir.

Servo Motorlar Nerelerde Kullanılır?

Servo motorlar kontrol motorları adı altında da bilinmektedir, servo motorlar elektrik motorlarıdır. Özellikle servo ile alakalı olan kontrol devresi çıkışlarının kontrol etmek amaçlı imal edilmektedir. Servo motorlar 1-10000 Watt’a kadar çıkabilir, yüksek hız tepkisine sahip olan bu motorlar düşük olan rotor aletine sahip olmasını gerektirmektedir. Servo motorlar küçük çaplı ve uzundur. Bu tarz motorlar sıfır düzeyindeki hızda ya da düşük hızlarda çalışır, bundan dolayı da güç değeri veya momentleri aynı tarzda olanlara göre boyut açısından büyüktür. Devir sayacı gerektirmeyen bu motorlarda devir sayısı açısından ayar yapma imkânı da bulunur. Servo motorlarında kullanım açısından alan oldukça geniştir. Servo motor üretimi yapan firmalar ebatlarına göre üretim yapmış oldukları motor çeşitlerine bu doğrultuda fiyatlama yaparlar. Fiyatlandırma ger daim bu motorların ebatlarına göre değişkenlik gösterir. Servo motorlar;

Otomatik kapı sistemlerinde
Sabit klimalarda
Otomatik klimalarda
CNC makinalarında
Radalarda
Pompalarda
Otomatik olan kaynak makineleri içinde
Vana sürücülerinde
Labratuvar ekipmanlarında
Fanlarda
Dikiş makinalarında
Paketleme sistemlerinde
Büro makinelerinin içinde
Anten sürücülerinde
Tıbbi açıdan kullanılan cihazlarda
Cip yerleştiricilerinde
Yarı iletken özelliği olan üretim özelliği olan ünitelerde
Alternatör devir mekanizmalarında
Bilgisayar ünite içlerinde
Bellekli makinalarda
Sayısal kontrollü makinelerde
Pozisyon belirlemeye yarayan ünite içlerinde
Hassas olan tezgâhların ilerleme saplayan hareketlerinde kullanılmaktadır.

Servo motorların bakımları ve temizlenmesi kolay olduğundan dolayı da tercih sebebidir. Bu motorlar kullanılacağı alanlara göre redüktör desteği ile redüktörlü servo motor olarak da kolay bir şekilde kullanılabilir. Servo motorların özellikleri içinde;