Σύγκριση επιλογής σερβοκινητήρα AC

Σερβοκινητήρας AC
Η δομή του στάτορα ενός σερβοκινητήρα AC είναι βασικά παρόμοια με εκείνη ενός μονοφασικού ασύγχρονου κινητήρα χωρισμένης φάσης πυκνωτή. Ο στάτορας είναι εξοπλισμένος με δύο περιελίξεις με διαφορά θέσης 90 μοιρών, μία από τις οποίες είναι η περιέλιξη διέγερσης Rf, η οποία συνδέεται πάντα με την τάση AC Uf. Το άλλο είναι να ελέγξετε την περιέλιξη L και να συνδέσετε την τάση σήματος ελέγχου Uc. Έτσι, οι σερβοκινητήρες AC είναι επίσης γνωστοί ως δύο σερβοκινητήρες.
Ο ρότορας ενός σερβοκινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος κατασκευάζεται συνήθως σε τύπο κλωβού σκίουρου, αλλά για να διασφαλιστεί ότι ο σερβοκινητήρας έχει μεγάλο εύρος στροφών, γραμμικά μηχανικά χαρακτηριστικά, χωρίς φαινόμενο "περιστροφής" και γρήγορη απόδοση απόκρισης, θα πρέπει να έχει δύο χαρακτηριστικά σε σύγκριση με τους συνηθισμένους κινητήρες: υψηλή αντίσταση ρότορα και μικρή ροπή αδράνειας. Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο τύποι δομών ρότορα που χρησιμοποιούνται ευρέως: ο ένας είναι ένας ρότορας κλωβού σκίουρου κατασκευασμένος από αγώγιμα υλικά υψηλής ειδικής αντίστασης με αγώγιμες ράβδους υψηλής ειδικής αντίστασης. Προκειμένου να μειωθεί η περιστροφική αδράνεια του ρότορα, ο ρότορας γίνεται λεπτός. Ένας άλλος τύπος είναι ένας κοίλος ρότορας κυπέλλου από κράμα αλουμινίου, με λεπτό τοίχωμα κυπέλλου μόνο 0.2-0.3mm. Προκειμένου να μειωθεί η μαγνητική αντίσταση του μαγνητικού κυκλώματος, πρέπει να τοποθετηθεί ένας σταθερός εσωτερικός στάτορας μέσα στον κοίλο ρότορα κυπέλλου. Ο ρότορας κοίλου κυπέλλου έχει μικρή ροπή αδράνειας, ταχεία αντίδραση και ομαλή λειτουργία, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως.
Όταν δεν υπάρχει τάση ελέγχου στον σερβοκινητήρα AC, μόνο το παλλόμενο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από την περιέλιξη διέγερσης στον στάτορα και ο ρότορας παραμένει ακίνητος. Όταν υπάρχει τάση ελέγχου, δημιουργείται ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στον στάτορα και ο ρότορας περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Υπό σταθερό φορτίο, η ταχύτητα του κινητήρα αλλάζει ανάλογα με το μέγεθος της τάσης ελέγχου. Όταν η φάση της τάσης ελέγχου είναι αντίθετη, ο σερβοκινητήρας θα αντιστραφεί.
Μόνιμος μαγνήτης AC σερβοκινητήρας
Από τη δεκαετία του 1980, με την ανάπτυξη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος και τεχνολογίας μετάδοσης κίνησης μεταβλητής ταχύτητας AC, η τεχνολογία σερβοκινητήρα AC μόνιμου μαγνήτη έχει σημειώσει εξαιρετική πρόοδο. Διάσημοι κατασκευαστές ηλεκτρικών ειδών σε διάφορες χώρες κυκλοφόρησαν διαδοχικά τη δική τους σειρά σερβοκινητήρων και σερβοκινητήρων AC, οι οποίες βελτιώνονται και ενημερώνονται συνεχώς. Τα σερβο συστήματα AC έχουν γίνει η κύρια κατεύθυνση ανάπτυξης των σύγχρονων σερβο συστημάτων υψηλής απόδοσης, θέτοντας μια κρίση εξάλειψης για το αρχικό σερβο σύστημα DC. Μετά τη δεκαετία του 1990, τα σερβο-συστήματα εναλλασσόμενου ρεύματος που έχουν διατεθεί στο εμπόριο σε διάφορες χώρες σε όλο τον κόσμο κινούνται από κινητήρες ημιτονοειδών κυμάτων που χρησιμοποιούν πλήρως ψηφιακό έλεγχο. Η ανάπτυξη των σερβομηχανισμών AC στον τομέα της μετάδοσης αλλάζει με ταχείς ρυθμούς.
Τα κύρια πλεονεκτήματα των σερβοκινητήρων AC μόνιμου μαγνήτη σε σύγκριση με τους σερβοκινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι:
⑴ Χωρίς βούρτσες και μεταγωγείς, λειτουργεί αξιόπιστα και έχει χαμηλές απαιτήσεις για συντήρηση και συντήρηση.
⑵ Η περιέλιξη του στάτορα έχει βολική απαγωγή θερμότητας.
⑶ Μικρή αδράνεια, εύκολη βελτίωση της ταχύτητας του συστήματος.
Κατάλληλο για συνθήκες εργασίας υψηλής ταχύτητας και ροπής.
Με την ίδια ισχύ, έχει μικρότερο όγκο και βάρος.
Σύγκριση μεταξύ σερβοκινητήρων και μονοφασικών ασύγχρονων κινητήρων
Η αρχή λειτουργίας των σερβοκινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος είναι παρόμοια με αυτή των μονοφασικών ασύγχρονων κινητήρων διαιρεμένης φάσης, αλλά η αντίσταση του ρότορα του πρώτου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του δεύτερου. Επομένως, σε σύγκριση με τους απλούς ασύγχρονους κινητήρες, οι σερβοκινητήρες έχουν τρία σημαντικά χαρακτηριστικά:
1. Υψηλή ροπή εκκίνησης
Due to the high rotor resistance, there is a significant difference in the torque characteristic curve compared to ordinary asynchronous motors. It can make the critical slip rate S0>1, το οποίο όχι μόνο κάνει τα χαρακτηριστικά ροπής (μηχανικά χαρακτηριστικά) πιο κοντά στη γραμμικότητα, αλλά έχει και μεγαλύτερη ροπή εκκίνησης. Επομένως, μόλις ο στάτορας έχει τάση ελέγχου, ο ρότορας περιστρέφεται αμέσως, ο οποίος έχει τα χαρακτηριστικά της γρήγορης εκκίνησης και της υψηλής ευαισθησίας.
2. Ευρύ φάσμα λειτουργίας
3. Χωρίς φαινόμενο αυτόματης περιστροφής
Ένας σερβοκινητήρας που λειτουργεί κανονικά θα σταματήσει να λειτουργεί αμέσως μόλις χαθεί η τάση ελέγχου. Όταν ο σερβοκινητήρας χάσει την τάση ελέγχου, βρίσκεται σε κατάσταση μονοφασικής λειτουργίας. Λόγω της υψηλής αντίστασης του ρότορα, τα δύο αντίθετα περιστρεφόμενα μαγνητικά πεδία στον στάτορα αλληλεπιδρούν με τον ρότορα για να δημιουργήσουν δύο χαρακτηριστικά ροπής (καμπύλες T1-S1, T2-S2) και σύνθετα χαρακτηριστικά ροπής (καμπύλες TS )
Η ισχύς εξόδου των σερβοκινητήρων AC είναι γενικά 0.1-100W. Όταν η συχνότητα ισχύος είναι 50Hz και η τάση είναι 36V, 110V, 220V, 380V. Όταν η συχνότητα ισχύος είναι 400Hz, υπάρχουν διάφορες τάσεις όπως 20V, 26V, 36V, 115V κ.λπ.
Ο σερβοκινητήρας AC λειτουργεί ομαλά και έχει χαμηλό θόρυβο. Ωστόσο, τα χαρακτηριστικά ελέγχου είναι μη γραμμικά και λόγω της υψηλής αντίστασης του ρότορα, των υψηλών απωλειών και της χαμηλής απόδοσης, σε σύγκριση με τους σερβοκινητήρες συνεχούς ρεύματος της ίδιας χωρητικότητας, ο όγκος είναι μεγάλος και το βάρος είναι βαρύ, επομένως είναι κατάλληλο μόνο για μικρά συστήματα ελέγχου ισχύος της 0.5-100W.