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Prinzipanalyse und Lösungen für häufige Probleme von Servomotoren

1. Verständnis von Totzone, Hysterese, Positionierungsgenauigkeit, Eingangssignalauflösung und Zentrierleistung bei der Servosteuerung
Aufgrund von Signalschwingungen und anderen Gründen können Eingangssignal und Rückkopplungssignal jedes geschlossenen Regelkreises nicht völlig gleich sein, was das Problem der toten Zone und Hysterese der Regelung mit sich bringt. Das System kann den Differenzbereich zwischen Eingangssignal und Rückkopplungssignal, der den Bereich der toten Zone der Regelung darstellt, nicht unterscheiden.
Aufgrund von Signalschwingungen, mechanischer Genauigkeit und anderen Gründen nimmt das automatische Steuerungssystem des Servos stets Anpassungen in einem kleinen Bereich außerhalb der toten Steuerzone vor. Um zu verhindern, dass sich das Servo an Schwingungen in einem kleinen Bereich anpasst, muss der Hystereseeffekt eingeführt werden.
Die Totzone der Hystereseregelung ist relativ groß, mit einem allgemeinen Regel-Totzonenbereich von ± 0,4 %. Die Hystereseschleife kann auf ± 2 % eingestellt werden.

 

Die Differenz zwischen Eingangssignal und Rückkopplungssignal führt nicht dazu, dass sich der Motor innerhalb der Hystereseschleife bewegt. Die Differenz zwischen Eingangssignal und Rückkopplungssignal tritt in die Hystereseschleife ein, und der Motor beginnt zu bremsen und anzuhalten.
Die Positionierungsgenauigkeitdhängt von der Gesamtgenauigkeit des Servosystems ab, wie z. B. Steuerungstotzone, mechanische Genauigkeit, Genauigkeit des Rückkopplungspotentiometers und Eingangssignalauflösung. Die Eingangssignalauflösung bezieht sich auf den minimalen Auflösungsbereich des Servosystems für das Eingangssignal. Die Eingangssignalauflösung eines digitalen Servos ist deutlich besser als die eines analogen Servos. Die Rückgabeleistung hängt von der Hysterese und der Positioniergenauigkeit ab.

 

 

2. Warum macht das Servo immer ein quietschendes Geräusch?
Das Servo macht immer ein quietschendes Hin- und Her-Positionierungsgeräusch, da einige Servoskeine Hysterese-Einstellfunktion, und der Bereich der toten Steuerzone wird so eingestellt, dass er klein ist. Solange das Eingangssignal und das Rückkopplungssignal ständig schwanken und ihre Differenz die tote Steuerzone überschreitet, sendet das Servo ein Signal zum Antrieb des Motors.
Wenn die mechanische Genauigkeit des Servogetriebes schlecht ist, die virtuelle Zahnposition groß ist und der Drehbereich des Rückkopplungspotentiometers den Bereich der toten Zone der Steuerung überschreitet, wird sich das Servo außerdem ohne Hysterese-Einstellfunktion zwangsläufig kontinuierlich anpassen und unaufhörlich quietschen.

 

3. Warum explodieren einige Servos und verbrennen Leiterplatten leicht?
Einige Servomotoren verwenden Leistungsbausteine ​​mit gleichem Strom. Das System ist mit einer Überstromschutzfunktion ausgestattet oder der Chip verfügt über eine Überstromschutzfunktion, die blockierten Strom und Kurzschluss erkennt und das Motorantriebssignal schnell stoppt. Zusätzlich kann ein Varistor an den Motorstromkreis angeschlossen werden, um kurzzeitige Überspannung zu verhindern. Am vorderen Ende des Leistungsbausteins kann ein Absorptionskondensator eingebaut werden.Dieser Servomotortyp brennt nicht so leichtLeiterplatten und Motoren aufgrund einer durch eine Explosion verursachten Motorblockade. Es besteht kein absoluter Zusammenhang damit, ob das Servo aus Metall- oder Kunststoffzähnen besteht.

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4. Warum wackelt das Servo?
Die Kontroll-Totzone ist empfindlich, und die Eingangs- und Rückkopplungssignale schwanken aus verschiedenen Gründen, wodurch die Differenz den Bereich überschreitet und sich der Ruderarm bewegt, was zu einem Rütteln des Ruders führt.

 

5. Allgemeine Fehlerdiagnose des Servomotors
1) Nach der Explosion drehte sich der Servomotor wild, der Lenkradkipphebel war unkontrolliert und der Kipphebel rutschte ab.

Daraus lässt sich schließen, dass das Getriebe gefegt und ersetzt wurde.
2) Nach der Explosion nahm die Stabilität des Servomotors stark ab. Das Phänomen besteht darin, dass der beschädigte Servomotor langsam reagiert und sich stark erhitzt. Er kann zwar mit den Steueranweisungen laufen, aber der Ruderbetrag ist sehr gering und langsam.

Grundlegende Schlussfolgerung: Der Servomotor hat einen Überstrom. Nach dem Ausbau des Motors wurde festgestellt, dass der Leerlaufstrom des Motorssehr hoch (>150MA), und er hat seine intakte Leistung verloren (Leerlaufstrom des intakten Motors ≤ 60–90 MA). Ersetzen Sie den Servomotor.
3) Nach der Explosion erfolgte nach dem Drehen des Ruders keine Reaktion des Servos.
Grundlegende Bestimmung: Wenn die elektronische Schaltung des Servomotors unterbrochen ist, der Kontakt schlecht ist oder der Antriebsteil des Motors oder die Platine des Servomotors durchgebrannt ist, überprüfen Sie zunächst den Stromkreis, einschließlich Stecker, Motorkabel und Servomotorkabel, auf Unterbrechungen. Falls nicht, beseitigen Sie diese nacheinander. Entfernen Sie zunächst den Motor und prüfen Sie den Leerlaufstrom.

 

Wenn der Leerlaufstrom kleiner ist als90 mA, bedeutet dies, dass der Motor in Ordnung ist und das Problem definitiv durch einen durchgebrannten Servomotorantrieb verursacht wird. Auf der Platine des 9–13 g großen Mikroservomotors befinden sich 2 oder 4 kleine Patch-Transistoren, die ausgetauscht werden können. Wenn es 2 Transistoren sind, müssen diese direkt durch Y2 oder IY, also SS8550, ersetzt werden. Wenn eine H-Brückenschaltung mit vier Transistoren vorhanden ist, kann diese direkt ersetzt werden. Ersetzen Sie sie direkt durch 2 Y1 (SS8050) und 2 (SS8550), UYR von 65 MG – verwenden Sie Y1 (SS8050 IC=1,5 A); UXR – ersetzen Sie sie direkt durch Y2 (SS8550, IC=1,5 A).
4) Bei einem Ausfall des Servomotors kann sich der Kipphebel nur auf einer Seite drehen und auf der anderen Seite nicht bewegen.
Beurteilung: Der Servomotor ist in gutem Zustand. Die Hauptprüfung betrifft den Antriebsteil. Möglicherweise ist eine Seite des Antriebstransistors durchgebrannt. Reparieren Sie ihn gemäß (3).

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5) Nachdem der Servomotor repariert und eingeschaltet worden war, stellte sich heraus, dass er in einer Richtung feststeckte und ein quietschendes Geräusch von sich gab.
Fazit: Dies deutet darauf hin, dass die Plus- und Minuspole des Servomotors oder die Anschlussdrähte des Potentiometers falsch angeschlossen sind. Drehen Sie einfach die beiden Anschlüsse des Motors um.

 
6) Nachdem ich einen brandneuen Servomotor gekauft hatte, stellte ich fest, dass er beim Einschalten wild zitterte, aber nachdem ich den Steuerarm benutzt hatte,beim Servomotor war alles normal.
Schlussfolgerung: Dies deutet darauf hin, dass dieServomotor wurde falsch zusammengebautOder die Getriebegenauigkeit war ab Werk unzureichend. Dieser Fehler tritt üblicherweise bei Servomotoren aus Metall auf. Wenn Sie den Motor nicht zurückgeben oder austauschen möchten, können Sie ihn selbst beheben, indem Sie die hintere Abdeckung des Servomotors abnehmen, den Servomotor vom Servo-Untersetzungsgetriebe trennen, etwas Zahnpasta zwischen die Zahnräder geben, die Abdeckung des Servogetriebes aufsetzen, die Schrauben des Untersetzungsgetriebes anbringen, den Servo-Kipphebel montieren und diesen wiederholt von Hand drehen, um das Servogetriebe aus Metall zu schleifen, bis es reibungslos läuft und die Reibungsgeräusche reduziert sind. Reinigen Sie das Servogetriebe mit Benzin, schmieren Sie es mit Silikonöl und montieren Sie den Servomotor, um den Fehler zu beheben.

 
7) Es gibt einen Servotyp mit Fehlfunktion, der ein merkwürdiges Verhalten zeigt: Wenn die Fernerkundung durch Schütteln gesteuert wird, reagiert das Servo normal, aber wenn die Fernerkundung auf eine bestimmte Position fixiert wird, läuft der fehlerhafte Servoarm immer noch langsam oder die Armbewegung ist träge und bewegt sich hin und her.
Nach mehreren Reparaturen stellte sich heraus, dass das Problem im Metallgriff des Potentiometers liegt, der fest im letzten Zahnrad des Servomotors sitzen sollte. Es ist nicht fest mit dem großen Zahnrad (letztes Zahnrad) des Servoarms verbunden und rutscht sogar, was dazu führt, dassServomotor nicht richtig lokalisierenden von der Steuerung ausgegebenen Positionsbefehl, was zu ungenauem Feedback und kontinuierlicher Suche führt.

 

Nach dem Lösen der festen Verbindung zwischen Potentiometer und Kipphebelgetriebe kann der Fehler behoben werden. Sollte der Fehler nach der Reparatur gemäß der Methode weiterhin bestehen, liegt möglicherweise auch ein Problem mit dem Servomotor oder dem Potentiometer vor. Dieses muss umfassend analysiert und einzeln untersucht werden!

 

8) Wenn das fehlerhafte Servo weiterhin wackelt und die Funkstörungen beseitigt, der dynamische Steuerarm aber immer noch wackelt.
Fazit: Das Potentiometer ist in die Jahre gekommen, tauschen Sie es aus oder verschrotten Sie es einfach als Ersatzteil!

 
9) Nach dem Einbau des digitalen Neigungsservos stellte sich heraus, dass das Servo nicht ordnungsgemäß funktionierte und unterschiedliche Geschwindigkeiten aufwies. Es wurde an den Hersteller zurückgeschickt, und selbst nach dem Austausch durch drei Servos war die Konsistenz immer noch schlecht.
Fazit: Erst später wurde festgestellt, dass manche Digitalservos BEC benötigen und nach Einbau eines externen BECs von 5. V3A war der Fehler behoben, unabhängig von der Qualität der Servos.


Veröffentlichungszeit: 19. Mai 2025