两相交流伺服电机和三相交流伺服电机
交流伺服电机使用交流电输入产生机械输出,以精确的角速度形式表现。对于低功率应用,使用两相鼠笼式感应交流伺服电机。三相鼠笼式感应电机已被修改用于高功率伺服系统中的应用。
两相交流伺服电机
两相交流伺服电机的示意图如图所示。
两相交流伺服电机的定子由两个分布绕组组成,这两个绕组在电气上相差90°。
一个绕组称为**参考相**,由恒压源供电。
另一个绕组称为**控制相**,由与参考相电压相同频率的可变电压供电,但电气上相差90°。
控制相通常由伺服放大器供电。电机产生的速度和转矩由控制相电压和参考相电压之间的相位差控制。通过改变控制相电压和参考相电压之间相位差从超前到滞后或反之,可以改变转子的旋转方向。
不同控制电压下两相交流伺服电机的转矩-速度特性曲线如图所示。从特性曲线可以看出,对于不同的控制电压,特性几乎保持不变。高转子电阻确保了整个工作范围内转矩-速度特性的负斜率,因此为伺服电机提供了正阻尼以获得良好的稳定性。
阻尼杯伺服电机
通过减小电机重量和惯性,可以提高两相伺服电机对非常小的控制信号的响应,这种伺服电机设计被称为阻尼杯伺服电机。
在这种电机中,使用薄的非磁性材料杯作为转子。位于导电杯中间的固定铁芯完成了电机的磁路。由于转子很薄,因此其电阻非常高。因此,阻尼杯伺服电机具有较高的启动转矩。
三相交流伺服电机
三相鼠笼式感应电机是一种高度非线性耦合电路机器。通过使用称为矢量控制或磁场定向控制的控制方法,它可以用作线性解耦机器。
在矢量控制方法中,机器中的电流以使其转矩和磁通解耦的方式进行控制。这导致电机的高速响应和高转矩响应。因此,采用矢量控制方法的三相感应电机可用作高功率伺服系统中的伺服电机。
交流伺服电机的应用
交流伺服电机广泛应用于以下应用中:
- 基于伺服机构的仪器,
- 位置控制装置,
- 计算机,
- 跟踪系统,
- 机床,以及
- 机器人机械等。
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