使用AC交流電輸入產(chǎn)生精確角速度形式的機械輸出的A型伺服電機稱為交流伺服電機。交流伺服電機基本上是兩相感應(yīng)電機,但在設(shè)計特點上有一些例外。交流伺服電機實現(xiàn)的輸出功率范圍在幾瓦到幾百瓦之間。工作頻率范圍在50到400 Hz之間。它為反饋系統(tǒng)提供閉環(huán)控制,因為這里使用編碼器來提供有關(guān)速度和位置的反饋。
我們知道伺服電機充當旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器,旨在將電輸入轉(zhuǎn)換為機械加速度。它在伺服機構(gòu)上運行,其中位置反饋用于控制電機的速度和最終位置。基本上,由于施加了電輸入,電機旋轉(zhuǎn)并獲得一定的角度,轉(zhuǎn)子的位置再次提供給輸入,在那里進行比較以檢查是否需要到達該位置。這樣就準確地獲得了準確的位置。
交流伺服電機的結(jié)構(gòu)
正如我們開頭所說,交流伺服電機被認為是兩相感應(yīng)電機。但是交流伺服電機具有一些普通感應(yīng)電機不具備的特殊設(shè)計特點,因此可以說兩者在結(jié)構(gòu)上有所不同。它主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大單元組成。
定子:首先看下圖,它代表了交流伺服電機的定子:
交流伺服電機定子
交流伺服電機的定子由兩個獨立的繞組組成,它們在空間上均勻分布并間隔90。兩個繞組中,一個稱為主繞組或固定繞組,另一個稱為控制繞組。
作為輸入的恒定交流信號提供給定子的主繞組。但是,顧名思義,控制繞組具有可變的控制電壓??勺兛刂齐妷簭乃欧糯笃鳙@得。需要注意的是,要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,施加在控制繞組上的電壓必須與輸入交流電壓相差90。
轉(zhuǎn)子:一般有兩種轉(zhuǎn)子;一種是鼠籠式,一種是拖杯式。
鼠籠轉(zhuǎn)子如下圖:鼠籠轉(zhuǎn)子
這種轉(zhuǎn)子長度大、直徑小,由鋁導(dǎo)體組成,因此重量較輕。
這里需要注意的是,普通感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩-速度特性既有正斜率區(qū),也有負斜率區(qū),分別代表不穩(wěn)定區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。
然而,交流伺服電機設(shè)計為具有高穩(wěn)定性,因此其轉(zhuǎn)矩-滑差特性不得具有正滑差區(qū)。同時,電機中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩必須以線性方式隨速度減小。
為此,轉(zhuǎn)子電路電阻應(yīng)具有高值和低慣性。為此,在構(gòu)造轉(zhuǎn)子時,直徑與長度的比率保持較小。鼠籠式電機中鋁棒之間減小的氣隙有助于降低磁化電流。
現(xiàn)在讓我們看看拖杯轉(zhuǎn)子的表示:
這種轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上與鼠籠轉(zhuǎn)子不同。它由鋁疊片鐵芯組成,疊片鐵芯周圍有一個拖杯,兩側(cè)有一定的氣隙。這些拖車杯配有驅(qū)動軸,便于操作。磁芯兩側(cè)的兩個氣隙可以減少慣性,因此可以用于功率要求較低的應(yīng)用中。