سرو درایو چیست و چه کارایی ای دارد؟

سرو درایوها هم برای موتور‌ها DC کاربرد دارند و هم برای AC، اما در صنعت این دستگاه های اولیه عموما به صورت DC بودند. زیرا سال‌های بسیاری کنترل جریان بالا از طریق SCR‌ ها انجام می‌شد. هنگامی که ترانزیستور‌ها توانائی کنترل جریان بالا و تبدیل آن به فرکانس بیشتر را یافتند سرو درایو های AC رواج بیشتری یافتند. موتور‌های قدیمی‌تر پنکه خنک کننده داشتند که مستقیما به محور متصل بود هنگامی که موتور با سرعت پائین کار می‌کرد.

پنکه نمی‌توانست کار خنک کردن را انجام دهد. موتور‌های جدیدتر پنکه جداگانه دارند که نصب می‌شوند و امکان بهترین نتیجه خنک کردن رابو جود می‌اورد. منبع ولتاژ ثابتی این پنکه را تغذیه می‌کند بطوریکه حداکثر RPM در هر لحظه به سرعت این دستگاه ها بستگی ندارد. یکی از انواع مفید موتور‌ها در سیستم خود کنترل موتور نوع مغناطیسی دایم (PM) است ولتاژ موتور آن می‌تواند AC یا DC باشد. این نوع موتور با سایر انواع قبلی مشابه است.

در هر دوی آن‌ها می‌توانید محفظه، روتور، استاتور را ببینید که بسیار شبیه موتور‌های قبلی هستند تفاوت اصلی موتور فوق با آن‌ها این است که کاهشی در تعداد چرخ دنده‌ها برای جابه جایی سریعتر بار‌های بیشتر از موقعیت ساکن ایجاد گردیده است. این نوع از موتور PM دارای کدگذار (انکودر) درون محفظه موتور نیز می‌باشد.

این عمل تضمین می‌کند که وسیله با دقت موقعیت یا سرعت محور موتور را نشان می‌دهد. سرعـت پاسخ گویی سرو درایو ها به سیگنال خطا بالا بوده و سریعا به بار شتاب می‌دهنـد و تفاوت اصلی این دستگاه ها با موتور‌های معمولی را می‌توان در خواندن فیدبک خروجی دانست. بدین معنی که سرو درایو ها را سیستم کنترل حلقه بسته (loop Close) و الکترو موتور‌ها سیستم کنترل حلقه باز (loop Open) می‌توان نامید.

یک سیستم کنترلی فیدبک دار، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع، با مقایسه توابع آن‌ها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می‌شود.

سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه می‌کند. مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است، عبارتند از:

1. پاسخ سریع
2. دقت بالا
3. کنترل بدون مراقبت
4. کارکرد از راه دور.

سرو درایو ها قابلیت چرخش از زاویه صفر تا ۳۶۰ درجه را دارند. برای چرخش این دستگاه ها باید یک پالس بر روی پایه وسط اعمال کرد که این پالس باید دارای فرکانس خاصی (معمولا ۵۰ تا ۱۰۰ هرتز) و عرض پالس مثبت آن باید بین یک تا ۲ میلی ثانیه باشد. زمانی که عرض این پالس یک میلی ثانیه است موتور کاملا به سمت چپ می‌رود و هنگامیکه ۲ میلی ثانیه است موتور کاملا به سمت راست می‌چرخد و در حالتیکه ۱ ٫ ۵ میلی ثانیه است موتور در حالت وسط قفل می‌شود.

مزایای سرو درایو ها در صنعت و دلیل استفاده روزافزون آن‌ها در اتوماسیون صنعتی شامل موارد زیر است:

1. روتور‌های قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشین‌های از نظر ساختاری، محکمتر هستند.
2. سرو درایو های دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.
3. هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می‌تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.
4. بدلیل اینکه آرمیـچر، سیـم پیچی‌های عایـق دار پیچـیده‌ای ندارد، قطر آن می‌توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد. این امر به جلوگیری از اور شوت در مکـانیسم سرو درایو ها کمک می‌کند.

یک سرو درایو به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن اصولا یک موتور دوفاز القایی است؛

توان مکانیکی خروجی یک سرو درایو از ۲ وات تا چند صد وات تغییر می‌کند. مــوتور‌های بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاورسرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربرد ‌های سرو درایو ها بسیار مشکل ساز خواهند شد. سرو درایو های دقیق در کامپیوتر‌ها ابزار‌های سرو درایو و شماری ازکاربرد‌ها که به دقت بالایی نیاز است بکار می‌روند.

سرو موتور‌ها می‌توانند در سه مد کاری موقعیت، سرعت، گشتاور مورد استفاده قرار گرفته شوند. در مد گشتاور این دستگاه ها مقدار نیوتن بر متر، در مد موقعیت مقدار پوزیشن و در مد سرعت مقدار ار پی ام خروجی موتور را اندازه و کنترل می‌کند ناگفته نماند سرو درایو ها می‌توانند همزمان هر سه مد کاری را نیز کنترل کنند.

امروزه به سرو درایو ها در صنعت و اتوماسیون صنعتی بالاخص در ماشین آلات چند محوره من جمله سی ان سی‌ها به دلیل دقت بالا و قابل کنترل بودن نگاه ویژه‌ای می‌شود. درمثال زیر میتوان عملکرد این دستگاه  را در راه اندازی یک خط بسته بندی آنالیز کرد: در این سیستم یک سرو درایو از برند شرکتی بعنوان کنترل کننده اصلی، دو سرو درایو دیگر از همین برند را با فرمان‌های پالس کنترل می‌کند.

در این سیستم سرو درایو اصلی با باز کردن رول بسته بندی و همزمان فرستادن پالس به این دستگاه شماره دو برای حرکت دادن کانوایر حامل محصول و به سرو درایو های شماره یک برای برش رول که محل دقیق آن با استفاده از یک سنسور حس می‌شود سیستم را کنترل می‌کند. این پروسه در مد موقعیت با کنترل واحد پالس بر میلی متر توسط این دستگاه ها کنترل می‌شود. سرو درایو ها با تولید پالس و خواندن فیدبک آن مقدار میلی متر طی شده را محاسبه، اندازه گیری و کنترل می‌کند.

برای جلوگیری از بروز خطای پوزیشن برای سروو درایو‌های استفاده شده در این پروسه صنعتی از یک سنسور مرجع یا سنسور تعیین نقطه صفر برای هر سروو درایو استفاده شده است.