交流減速伺服電機定子的結(jié)構(gòu)與電容分相式單相異步電機基本相似.定子上有兩個位置互差90°繞組,一個是勵磁繞組Rf,它總是連接在交流電壓上Uf上;二是控制繞組繞組L,連接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電機也被稱為兩個伺服電機。那么,交流伺服電機的原理是什么呢?
交流伺服電機的轉(zhuǎn)子通常是鼠籠式的,但為了使伺服電機具有較寬的調(diào)速范圍.線性機械特性,無“自轉(zhuǎn)”與普通電機相比,現(xiàn)象和快速響應(yīng)性能應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大、轉(zhuǎn)動慣性小的特點。目前,應(yīng)用廣泛的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式:一種是由高電阻導(dǎo)電材料制成的鼠籠轉(zhuǎn)子,為了降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣性,轉(zhuǎn)子細(xì)長;另一種是鋁合金制成的空心杯轉(zhuǎn)子,杯壁很薄,只有0.2-0.3mm,為了降低磁路的磁阻,固定的內(nèi)定子應(yīng)放置在空心杯轉(zhuǎn)子中.空心杯轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小,反應(yīng)快,運行平穩(wěn),因此被廣泛使用。
當(dāng)交流減速伺服電機沒有控制電壓時,定子中只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子靜止不動。當(dāng)有控制電壓時,定子中會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)負(fù)載恒定時,電機的速度會隨著控制電壓的大小而變化。當(dāng)控制電壓的相反時,伺服電機會逆轉(zhuǎn)。
雖然交流伺服電機的工作原理與分相式單相異步電機相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻遠(yuǎn)大于后者,因此伺服電機與單機異步電機相比有三個顯著特點:
1.起動轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大,其扭矩特性曲線如圖3中的曲線1所示,與普通異步電機的扭矩特性曲線2明顯不同。它可以使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,不僅使扭矩特性(機械特性)更接近線性,而且具有較大的起動扭矩。因此,當(dāng)定子控制電壓時,轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn),即快速啟動.靈敏度高的特點。
2.運行范圍廣
3.無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運行的伺服電機,只要失去控制電壓,電機就會立即停止運行。當(dāng)伺服電機失去控制電壓時,它處于單相運行狀態(tài)。由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子功能產(chǎn)生的兩個扭矩特性(T1-S1.T2-S2曲線)及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)
交流減速伺服電機的輸出功率一般為0.1-100W。當(dāng)電源頻率為50時Hz,電壓有36V.110V.220.380V;當(dāng)電源頻率為400時Hz,電壓有20V.26V.36V.115V等多種。
交流減速伺服電機運行平穩(wěn).噪音很小。但控制特性為非線性,由于轉(zhuǎn)子電阻大、損耗大、效率低,與同容量直流伺服電機相比,體積大.重量重,所以只適用于0.5-100W小功率控制系統(tǒng)。