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交流伺服电机控制原理

time:2020-06-16    Author: Smart Star

伺服电机是控制伺服系统中机械元件运行的发动机,是辅助电机的间接变速装置。

伺服电机的功能是将输入电压信号(即控制电压)转换成轴上的角位移或角速度,在自动控制系统中常被用作执行器。因此,伺服电机也称为执行机构电机。它最大的特点是当有控制电压时转子立即旋转,当没有控制电压时转子立即停止。旋转轴的方向和速度由控制电压的方向和大小决定。伺服电机分为交流和DC。


一、交流伺服电机

1.基本结构

交流伺服电机主要由定子和转子组成

定子铁芯通常用硅钢片层压而成。两相绕组嵌入定子铁芯表面的槽中,其中一相绕组为励磁绕组,另一相绕组为控制绕组,两相绕组在空间上相差90电角度。工作时,励磁绕组F接交流励磁电源,控制绕组K接控制信号电源

2.工作原理

当没有控制电压时,气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子上没有启动转矩。当有控制电压时,控制绕组电流和励磁绕组电流异相,气隙中产生旋转磁场,产生电磁转矩,使转子向旋转磁场的方向旋转。然而,伺服电机不仅需要在控制电压下启动,还需要在电压消失后立即停止。如果伺服电机的控制电压消失并像普通单相异步电机一样继续旋转,它将失去控制。我们把这种由于失控而导致的自转现象称为自转。

为了消除交流伺服电机的旋转现象,有必要增加转子电阻r2。这是因为当控制电压消失时,伺服电机处于单相运行状态。如果转子电阻较大,临界转差率sm1,这时,正、负序旋转磁场和转子作用产生的两个转矩特性曲线和复合转矩特性曲线如图被显示出来。从图中可以看出,合成转矩的方向与电机的旋转方向相反,并且是制动转矩,这确保了当控制电压消失后转子仍然旋转时,电机将被快速制动和停止。随着转子阻力的增加,不仅可以消除旋转,还具有扩大调速范围、改善调速特性和提高反应速度的优点。


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