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交流伺服电机是一种将电能转化为机械能的机器。交流伺服电机主要由产生磁场的电磁铁绕组或分布式定子绕组和旋转电枢或转子组成。电机是由通电的线圈在磁场中被迫旋转的现象构成的。交流伺服电机主要由定子和转子组成,其中定子的结构与旋转变压器基本相同,定子铁芯内放置两相绕组(其中一相为励磁绕组,另一相为控制绕组)。
交流伺服电机控制精度高,具有良好的矩频特性和过载能力,主要用于物料计量、横向密封装置和定长切割机。交流伺服电机为两相异步电机,其定子两相绕组空间形成90电角度。一相绕组为励磁绕组F,另一相为控制绕组K,转子为鼠笼式转子。电机运行时,励磁绕组接单相交流电压Uf,控制绕组接同频率的控制电压Uk。转速控制可以通过改变控制电压Uk的幅度或相位来实现。
一、交流伺服电机的特性要求
交流伺服电机作为伺服电机,不仅要有良好的线性机械特性和调节特性,还要有伺服特性:即控制信号电压强时,电机转速高;控制信号电压弱时,电机转速低;如果控制信号电压等于零,电机不旋转。
但普通异步电动机的转速不是转矩的单值函数,只能在一定范围内稳定运行。作为用于驱动目的的电机,该特性是合适的。但作为伺服电机,要求机械特性必须是单值函数,并尽可能具有线性特性,以保证在整个速度范围内稳定运行。为了满足这一要求,通常的做法是增加转子电阻,以便在产生最大扭矩时产生滑动。使电机在整个调速范围内接近线性。一般来说,转子电阻越大,机械特性越接近线性,但堵转扭矩和最大输出功率越小,效率越低。因此,交流伺服电机的效率低于一般驱动用途的电机。
总之,交流伺服电机必须具有良好的机械特性和调节特性,还必须具有伺服特性。
二、交流伺服电机的伺服
对于普通的两相异步电动机,一旦转子转动,即使单相绕组断开电源,两相异步电动机也可以作为单相交流电动机运行。在该范围内,由于单相电机的扭矩,转子将继续沿原方向旋转,如下图所示。
如果交流伺服电机的转子绕组与普通单相异步电机的转子绕组相同,一旦运行的交流伺服电机的控制电压变为零,电机就会在励磁绕组只有一相通电的情况下运行,所以电机必须继续按原来的旋转方向旋转,但转速会略有下降。这种信号电压消失后伺服电机仍然保持旋转的现象称为自旋转,破坏了伺服性能,对于伺服电机来说应该绝对避免。
综上分析,由于两相交流伺服电机的转子电阻很高,所以其机械特性在整个调速范围内接近线性。当控制电压为零时(单相通电时),交流伺服电机的转矩为制动转矩,因此会立即停止而不“转动”。交流伺服电机主要由定子和转子组成,其中定子的结构与旋转变压器基本相同,定子铁芯内放置两相绕组(其中一相为励磁绕组,另一相为控制绕组)。
本文转自:交流伺服电机的特性要求和伺服性能的详细说明
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