什么是交流伺服电机
“交流伺服电机”这个术语是指一种特殊的伺服电机,使用AC电力输入产生机械输出的形式,以精确的角速度。_ * *在某些例外的工程特点方面,交流伺服电机基本上是两相感应电机。
交流伺服电机的输出功率可能从几瓦到几百瓦。相比之下,可用的频率范围是50 ~ 400hz。如上所述,使用某种编码器提供关于速度和位置的输入,它为反馈系统提供闭环控制。
交流伺服电机的构造
交流伺服电机被认为是一个两相感应电机,正如我们刚刚在开始。然而,交流伺服电机有一些独特的设计元素,在标准的感应电机中是没有的;因此,人们认为这两种电机的制造方式有本质上的不同。
定子和转子是它的两个关键结构部件。
- 定子:首先,看看下面的交流伺服电机定子的插图:
两个均匀间隔且呈90°角的不同绕组构成交流伺服电机的定子。术语“主”或“固定”绕组指的是两个绕组中的一个,而术语“控制”指的是另一个。
定子的初级绕组接收一个连续交流信号的输入。虽然控制绕组接收可变的控制电压,正如它的名字所示。伺服放大器是用来产生这种可变的控制电压的。
应该注意的是,提供给控制绕组的电压必须与输入交流电压相差90度,以便创建一个旋转磁场。
- 转子:典型的转子有两种;一种是拖杯式,另一种是鼠笼式。
下面是一个带有鼠笼的转子的插图:
这种转子的直径又长又窄,是由铝导体制成的,这使得它的重量更轻。
需要注意的是,常规感应电动机的转矩转速特性存在正斜率和负斜率区域,分别对应于不稳定区域和稳定区域。
然而,由于交流伺服电机是高度稳定的,一个积极的滑移区不可能存在的转矩-滑移特性。此外,电机产生的转矩必须随速度线性下降。
为了做到这一点,转子电路的电阻应该很高,并且有很小的惯性。这就是为什么在构建转子时,直径与长度相等是很重要的。
鼠笼式电机的铝条之间的空气间隙较小,可以使用更少的磁化电流。
下面是一个拖杯式转子的插图:
这种类型的转子的结构不同于鼠笼型。它包括一个由铝层压芯包围的拖曳杯,铝层压芯两侧有小气孔。
一个驱动轴连接到这些拖动杯使操作更容易。
在需要最小功率的应用中,核心两侧的两个气隙减少惯性。
二相交流伺服电动机
伺服电机可用于两三相AC系统。在两相AC伺服电机的定子中,两个分散的绕组相互电间距为90度。其中一个绕组,称为基准或固定相,从一个恒压源接收功率。另一个叫做控制相位,它带有一个可变电压电源。
下图显示了两相交流伺服电机是如何连接的:
伺服放大器通常用于提供控制相位。控制电压和参考相位电压之间的相位差决定了转子旋转的速度和转矩。相位差可以从导向切换到滞后,或者反过来,从而改变转子旋转的方向。
下图描述了一个两相交流伺服电机的转矩速度特性。
电机从负斜率得到正阻尼,这表明高转子电阻,提高稳定性。对于几乎所有的控制电压,曲线是线性的。根据作为拖动杯伺服电机的信息,如下图所示,减少电机的重量和惯性,以增加电机对光控制输入的反应。
一薄杯导电非磁性物质作为拖动杯伺服电机的转子。导电杯有一个固定在原位的中央铁芯。磁路就这样设置好了。由于制造电机转子的材料很薄,它会有很高的电阻,这就会造成很高的起动转矩。
三相交流伺服电动机
为了在大功率伺服系统中作为伺服电机使用,采用了电压控制的三相感应电机。在链接电路设备中,三相鼠笼式感应电动机表现出相当大的非线性。通过采用一种称为矢量控制或场向控制的控制技术,它被用作线性解耦机。
在这种机器中,通过调整电流使转矩和磁通分离。由于解耦,速度和转矩都迅速增加。
功能
- 这些小玩意重量很轻。
- 它提供了运行的稳定性和可靠性。
- 在操作的时候,几乎没有什么噪音。
- 它的扭矩-速度特性几乎是线性的。
- 由于这里没有刷子和滑环,维修费用降低了。
使用交流伺服电机
交流伺服电机的应用包括:
由于交流伺服电机提供了许多好处,这些主要用于计算机、位置控制装置和使用伺服机构的仪器。此外,它们还用于机器人机械、机床和跟踪系统。