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伺服電機內(nèi)部結構簡述

發(fā)布時間: 2019-12-26  點擊次數(shù): 1829次
     一、交流伺服電機
 
    伺服電機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組,一個是勵磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個是控制繞組L,連接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。
 
    伺服電機原理圖
 
    伺服電機的轉子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機械特性,無“自轉”現(xiàn)象和快速響應的性能,它與普通電動機相比,應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式:一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子,為了減小轉子的轉動慣量,轉子做得細長;另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子,杯壁很薄,僅0.2-0.3mm,如圖2所示為了減小磁路的磁阻,要在空心杯形轉子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子??招谋无D子的轉動慣量很小,反應迅速,而且運轉平穩(wěn),因此被廣泛采用。
 
    空心杯形轉子
 
    交流伺服電動機在沒有控制電壓時,定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉子靜止不動。當有控制電壓時,定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉磁場,轉子沿旋轉磁場的方向旋轉,在負載恒定的情況下,電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時,伺服電動機將反轉。
 
    伺服電機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似,但前者的轉子電阻比后者大得多,所以伺服電動機與單機異步電動機相比,有三個顯著特點:
 
    1、起動轉矩大
 
    由于轉子電阻大,其轉矩特性曲線如圖3中曲線,與普通異步電動機的轉矩特性曲線2相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉差率S0>1,這樣不僅使轉矩特性(機械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動轉矩。因此,當定子一有控制電壓,轉子立即轉動,即具有起動快、靈敏度高的特點。
 
    伺服電機的轉矩特性
 
    2、運行范圍較廣
 
    較差率S在0到1的范圍內(nèi)伺服電動機都能穩(wěn)定運轉。
 
    3、無自轉現(xiàn)象
 
    正常運轉的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉。當伺服電動機失去控制電壓后,它處于單相運行狀態(tài),由于轉子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所產(chǎn)生的兩個轉矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉矩特性(T-S曲線)如圖4所示,與普通的單相異步電動機的轉矩特性(圖中T′-S曲線)不同。這時的合成轉矩T是制動轉矩,從而使電動機迅速停止運轉。
 
    伺服電機單相運行時的轉矩特性
 
    伺服電機單相運行時的機械特性曲線。負載一定時,控制電壓Uc愈高,轉速也愈高,在控制電壓一定時,負載增加,轉速下降。
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