Wzmacniacze do serwomotorów prądu stałego różnią się nieznacznie od wzmacniacza push-pull i wzmacniacza choppera tym, że tranzystory mocy mogą mieć stałe napięcie polaryzacji na swojej bazie, a nie sygnał impulsowy. Rysunek 11-79 przedstawia przykład wzmacniacza dwutranzystorowego do serwomotoru prądu stałego. Zasilanie tego wzmacniacza to napięcie przemienne. Pierwszą częścią tego obwodu jest mostek prostowniczy, który dostarcza napięcie stałe na magistrali prądu stałego. Stopień wyjściowy tego wzmacniacza wykorzystuje dwa tranzystory i dwa kondensatory, które są połączone przez wirnik silnika prądu stałego.

Podstawa każdego z tranzystorów mocy jest kontrolowana przez obwód przełączający. Obwód ten może być kontrolowany przez obwód analogowy lub przez mikroprocesor. Gdy sygnał kierunkowy wskazuje, że silnik powinien pracować w kierunku do przodu, górny tranzystor jest spolaryzowany, tak że dodatnie napięcie jest dostarczane do prawego zacisku wirnika. Ilość napięcia polaryzującego do podstawy tranzystora będzie wzrastać lub maleć, aby zmienić prędkość silnika. Gdy sygnał kierunkowy wskazuje, że silnik powinien pracować w przeciwnym kierunku, dolny tranzystor będzie spolaryzowany, a ujemne napięcie jest przyłożone do prawej strony wirnika silnika. Dioda jest podłączona w polaryzacji zaporowej do zacisków emiter-kolektor każdego tranzystora mocy, aby ograniczyć wpływ przejściowych napięć na tranzystory. Gdy wystąpi przejściowy, dioda zapewnia ścieżkę, aby skierować nadmiar napięcia i prądu z powrotem do uzwojenia silnika, gdzie zostaną one bez szkody rozproszone.

Wzmacniacz czterotranzystorowy do serwomotoru prądu stałego

Jedną z wad wzmacniacza dwutranzystorowego jest to, że tranzystory muszą obsługiwać duże ilości prądu. Rysunek 11-80 pokazuje przykład wzmacniacza czterotranzystorowego dla serwomotoru prądu stałego. Wzmacniacz czterotranzystorowy jest powszechnie nazywany sterownikiem mostkowym. Na tym schemacie widać, że prostownik mostkowy jest narysowany jako prostokąt, ale jego działanie jest identyczne z tym pokazanym w obwodzie wzmacniacza dwutranzystorowego. Należy pamiętać, że łatwiej jest zobaczyć działanie prostownika mostkowego w tej konfiguracji, gdy używane jest zasilanie trójfazowe.

Baza każdego tranzystora jest kontrolowana przez obwód przełączający. Ponownie polaryzacja każdego tranzystora jest ciągłym sygnałem, który można zmieniać od minimalnego do maksymalnego. Gdy wzmacniacz jest ustawiony tak, aby silnik pracował w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, tranzystory Q2 i Q3 są polaryzowane tak, że dodatnie napięcie jest przyłożone do prawej strony wirnika silnika. Gdy silnik jest ustawiony tak, aby pracował w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, tranzystory Q1 i Q4 są polaryzowane tak, że dodatnie napięcie jest kierowane do lewej strony wirnika. Ilość napięcia polaryzacji określi ilość napięcia, które każdy tranzystor przekazuje do wirnika, co z kolei zmieni prędkość silnika.

Stopień wyjściowy wszystkich wzmacniaczy serwo jest obwodem analogowym. Obwód analogowy zapewnia sposób, aby napięcie i prąd silnika mogły być regulowane w celu kontrolowania położenia, prędkości i momentu obrotowego. Stopnie sprzężenia zwrotnego i komparatora mogą być dowolną mieszanką urządzeń cyfrowych i analogowych. Na przykład, jeśli sekcja sprzężenia zwrotnego używa resolvera, wyjście tego urządzenia jest analogowe, więc sekcja, z którą współpracuje, jest zazwyczaj również analogowa. Jeśli urządzenie sprzężenia zwrotnego jest enkoderem, jego wyjście jest cyfrowe, a sygnał cyfrowy może być konwertowany przez przetwornik częstotliwości na napięcie, tak aby sygnał był użyteczny w obwodzie analogowym. Lub może być filtrowany i może używać wartości cyfrowej. Pojawienie się mikroprocesorów pozwoliło na wykorzystanie wartości cyfrowych w każdej części sterownika serwo z wyjątkiem końcowego stopnia wyjściowego.

Podsumowując, przy wyborze napędu do serwosilnika, decydującym czynnikiem jest bieżąca specyfikacja. Nie należy przekraczać znamionowego prądu znamionowego silnika. Następnie należy przyjrzeć się wpływowi prądu tętniącego na silnik. Większe rezystancje uzwojenia silnika są złe. Mała indukcyjność silnika jest również zła. W zależności od masy silnika prawdopodobnie nie chcesz, aby rozpraszanie ciepła z powodu prądu tętniącego było większe niż 5-10 watów.