工控網(wǎng)首頁
>

應(yīng)用設(shè)計

>

濟南德米特:伺服電機工作原理

濟南德米特:伺服電機工作原理

交流伺服電機通常都是單相異步電動機,有鼠籠形轉(zhuǎn)子和杯形轉(zhuǎn)子兩種結(jié)構(gòu)形式。與普通電機一樣,交流伺服電機也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子上有兩個繞組,即勵磁繞組和控制繞組,兩個繞組在空間相差90?電角度。固定和保護定子的機座一般用硬鋁或不銹鋼制成。籠型轉(zhuǎn)子交流伺服電機的轉(zhuǎn)子和普通三相籠式電機相同。杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機的結(jié)構(gòu)如圖3-12由外定子4,杯形轉(zhuǎn)子3和內(nèi)定子5三部分組成。它的外定子和籠型轉(zhuǎn)子交流伺服電機相同,轉(zhuǎn)子則由非磁性導(dǎo)電材料(如銅或鋁)制成空心杯形狀,杯子底部固定在轉(zhuǎn)軸7上。空心杯的壁很?。ㄐ∮?.5mm),因此轉(zhuǎn)動慣量很小。內(nèi)定子由硅鋼片疊壓而成,固定在一個端蓋1、8上,內(nèi)定子上沒有繞組,僅作磁路用。

電機工作時,內(nèi)﹑外定子都不動,只有杯形轉(zhuǎn)子在內(nèi)、外定子之間的氣隙中轉(zhuǎn)動。對于輸出功率較小的交流伺服電機,常將勵磁繞組和控制繞組分別安放在內(nèi)、外定子鐵心的槽內(nèi)。交流伺服電機的工作原理和單相感應(yīng)電動機無本質(zhì)上的差異。但是,交流伺服電機必須具備一個性能,就是能克服交流伺服電機的所謂“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象,即無控制信號時,它不應(yīng)轉(zhuǎn)動,特別是當它已在轉(zhuǎn)動時,如果控制信號消失,它應(yīng)能立即停止轉(zhuǎn)動。而普通的感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)動起來以后,如控制信號消失,往往仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當電機原來處于靜止狀態(tài)時,如控制繞組不加控制電壓,此時只有勵磁繞組通電產(chǎn)生脈動磁場??梢园衙}動磁場看成兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場以同樣的大小和轉(zhuǎn)速,向相反方向旋轉(zhuǎn),所建立的正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場分別切割籠型繞組(或杯形壁)并感應(yīng)出大小相同,相位相反的電動勢和電流(或渦流),這些電流分別與各自的磁場作用產(chǎn)生的力矩也大小相等、方向相反,合成力矩為零,伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不起來。一旦控制系統(tǒng)有偏差信號,控制繞組就要接受與之相對應(yīng)的控制電壓。在一般情況下,電機內(nèi)部產(chǎn)生的磁場是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。一個橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場可以看成是由兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場合成起來的。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場幅值不等(與原橢圓旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同的正轉(zhuǎn)磁場大,與原轉(zhuǎn)向相反的反轉(zhuǎn)磁場?。?,但以相同的速度,向相反的方向旋轉(zhuǎn)。它們切割轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)的電勢和電流以及產(chǎn)生的電磁力矩也方向相反、大小不等(正轉(zhuǎn)者大,反轉(zhuǎn)者?。┖铣闪夭粸榱?,所以伺服電機就朝著正轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來,隨著信號的增強,磁場接近圓形,此時正轉(zhuǎn)磁場及其力矩增大,反轉(zhuǎn)磁場及其力矩減小,合成力矩變大,如負載力矩不變,轉(zhuǎn)子的速度就增加。如果改變控制電壓的相位,即移相180o,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反,因而產(chǎn)生的合成力矩方向也相反,伺服電機將反轉(zhuǎn)。若控制信號消失,只有勵磁繞組通入電流,伺服電機產(chǎn)生的磁場將是脈動磁場,轉(zhuǎn)子很快地停下來。為使交流伺服電機具有控制信號消失,立即停止轉(zhuǎn)動的功能,把它的轉(zhuǎn)子電阻做得特別大,使它的臨界轉(zhuǎn)差率Sk大于1。

在電機運行過程中,如果控制信號降為“零”,勵磁電流仍然存在,氣隙中產(chǎn)生一個脈動磁場,此脈動磁場可視為正向旋轉(zhuǎn)磁場和反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成。必須指出,普通的兩相和三相異步電動機正常情況下都是在對稱狀態(tài)下工作,不對稱運行屬于故障狀態(tài)。而交流伺服電機則可以靠不同程度的不對稱運行來達到控制目的。這是交流伺服電機在運行上與普通異步電動機的根本區(qū)別。

審核編輯(
王靜
)
投訴建議

提交

查看更多評論
其他資訊

查看更多

德米特 DM8000L數(shù)控車銑床控制系統(tǒng)

德米特 60法蘭交流伺服電機

德米特 80法蘭交流伺服電機

德米集團2015年年度工作部署大會順利召開

總結(jié)2015分析德米特交流伺服系統(tǒng)的行業(yè)競爭