交流伺服电机

一种伺服电机使用交流电输入来以精确的角速度的形式产生机械输出交流伺服电机。AC伺服电机基本上是两相感应电动机，设计特征的某些例外。

AC伺服电机范围在一些瓦特到几百瓦之间实现的输出功率。而操作频率范围是50至400 Hz。它为反馈系统提供了闭环控制，因为这里的使用类型的编码器提供了有关速度和位置的反馈。

介绍

在先前的文章中，我们讨论了伺服电机。此外，我们已经看到，伺服电机主要分为两种方式，即交流伺服电机和直流伺服电机。

我们知道，伺服机充当旋转执行器，旨在将电输入转换为机械加速度。它以伺服机制运行，其中使用位置反馈来控制电动机的速度以及最终位置。

基本上，由于施加的电输入，电动机旋转并获得一定角度，再次将转子的位置提供到比较的输入中，以检查是否需要达到的位置。这样，准确地获得了准确的位置。

交流伺服电机的建造

我们一开始已经说过，AC伺服电机被视为两相感应电动机。但是，AC伺服电机具有一些在正常感应电动机中不存在的特殊设计功能，因此据说两个在构造方面有所不同。

它主要由两个主要单元组成，即定子和转子。

• 定子：首先，查看下面所示的图，代表AC伺服电机的定子：

AC伺服电机的定子由两个单独的绕组均匀分布，并在90°分离，在太空中。在两个绕组中，一个被称为主绕组或固定而另一个被称为控制绕组。

向定子的主绕组提供恒定的交流信号作为输入。但是，顾名思义，可变控制电压提供了控制绕组。该变量控制电压是从伺服放大器获得的。

在这里要注意，要拥有一个旋转磁场，将电压施加到控制绕组中的电压必须超出输入AC电压90°。

• 转子：转子通常有两种类型；一种是松鼠笼型，另一种是拖杯类型。

小鼠笼类型的转子类型如下：

在这种类型的转子中，长度很大，而直径很小，并用铝制导体构造的重量较小。

这里要注意的是，正常感应电动机的扭矩速度特性分别具有正斜率和负斜率区域，分别代表不稳定和稳定区域。

但是，AC伺服电动机的设计为具有较高的稳定性，因此其扭矩滑移特性不得具有正滑动区域。与此同时，电动机中发展的扭矩必须以速度线性减小。

为此，转子电阻的电阻应具有较高的惯性值。由于这个原因，在构造转子时，直径与长度比保持较小。

松鼠笼电动机中铝条之间的空气间隙减少，可促进磁化电流的减少。

现在让我们看到拖曳杯类型转子的表示：

这种类型的转子在构造上与松鼠笼的构造不同。它由铝制的层压芯组成，围绕着拖曳杯，两侧都有一定的气隙。

这些阻力杯与驾驶轴相连，可促进其操作。

核心两侧的两个气隙导致减少惯性，用于使用低功率需求的应用。

AC伺服电机的工作原理

下图代表使用伺服力原理的交流两相感应电动机：

最初，在交流伺服电机的定子的主绕组处提供恒定的交流电压。伺服电机的另一个定子端子通过控制绕组连接到控制变压器。

由于提供的参考电压，同步发电机的轴以特定的速度旋转并达到一定的角度位置。

同样，对照变压器的轴具有特定的角度位置，该位置与同步发电机的轴的角位置进行了比较。

此外，两个角位置的比较提供了误差信号。更具体地说，比较了相应的轴位置的电压水平，该电压级别会生成误差信号。

此误差信号对应于控制变压器上存在的电压水平。然后将此信号提供给生成可变控制电压的伺服放大器。

使用该施加的电压，转子再次达到特定的速度并开始旋转并维持直到误差信号的值达到0，从而达到了AC伺服电机中电动机的所需位置。

扭矩速度特性

下图表示两相感应电动机的扭矩速度特性：

我们已经讨论了电动机必须以一种提供线性扭矩速度特性的方式设计，其中扭矩以速度线性变化。但是，正如我们在上图中看到的那样，这里的扭矩速度特性实际上不是线性的。

之所以如此，是因为它取决于电抗与电阻之比。抗电阻比的低值意味着电动机具有高电阻和低电抗性，在这种情况下，特性更为线性，比电抗抗性的高值高值。

特征

• 这些是负重设备。
• 它提供可靠性和稳定性。
• 操作时没有产生太多噪音。
• 它提供几乎线性的扭矩速度特性。
• 由于这里不存在刷子和滑动环，因此它会降低维护成本。

AC伺服电机的应用

由于交流伺服电机提供的各种优势，这些主要在伺服机制，位置控制设备，计算机的位置上找到了应用程序中的应用。除此之外，这些还可以在跟踪系统，机床和机器人技术机械中找到应用程序。