موتور سيرفو تيار متردد ذات مرحلتين

محرك سيرفو تيار متردد ذو مرحلتين

في مقال سابق، قمنا بالفعل باستكشاف محركات السيرفو. في هذا المقال، سنركز على محركات السيرفو التيار المتردد ذات المرحلتين والثلاث مراحل.

يتم تجهيز الثابت في محرك السيرفو التيار المتردد ذو المرحلتين بلفتين موزعتين. هذه اللفائف متباعدة كهربائياً بمقدار 90 درجة. يُعرف أحد هذه اللفائف باسم المرحلة المرجعية أو الثابتة. يتم تغذيتها بواسطة مصدر جهد ثابت، مما يضمن إدخالًا كهربائيًا مستقرًا. أما اللفيفة الأخرى فتُعرف باسم المرحلة التحكم. تتلقى جهدًا متغيرًا، مما يسمح بالتحكم المرن في تشغيل المحرك.

يُعرض مخطط التوصيل لمحرك السيرفو التيار المتردد ذو المرحلتين أدناه：

عادة ما يتم تزويد المرحلة التحكم في محرك السيرفو التيار المتردد ذو المرحلتين بمكبر سيرفو. يتم تنظيم سرعة الدوران وإخراج عزم الدوران للروتور من خلال الفرق الطوري بين جهد التحكم وجهد المرحلة المرجعية. يعمل هذا الفرق الطوري كمعلمة تحكم رئيسية؛ عن طريق تغييره، وخاصة عن طريق عكس العلاقة الطورية من حالة متفوقة إلى حالة متأخرة والعكس، يمكن عكس اتجاه دوران الروتور.

يوضح الشكل أدناه منحنى خصائص العزم والسرعة لمحرك السيرفو التيار المتردد ذو المرحلتين. يوفر هذا المنحنى رؤى قيمة حول كيفية تغير عزم الدوران للمحرك مع السرعات المختلفة، وهو أمر أساسي لفهم وتحسين أداء المحرك في التطبيقات المختلفة.

يشير الانحدار السلبي في منحنى خصائص العزم والسرعة إلى مقاومة روتر عالية. تعطي هذه المقاومة العالية للمحرك دامجة إيجابية، مما يعزز بشكل كبير استقراره أثناء التشغيل. من الجدير بالذكر أن المنحنى يظل تقريباً خطياً عبر نطاق واسع من الجهود التحكم، مما يضمن أداءً ثابتاً تحت الإدخالات الكهربائية المتغيرة.

لتحسين استجابة المحرك لإشارات التحكم الضعيفة، طور المهندسون تصميماً متخصصاً يعرف باسم محرك السيرفو ذو الكأس المجرد. من خلال تقليل وزن المحرك وقصوره الذاتي، يسمح هذا التصميم برد سريع ودقيق حتى لأقل تغيرات في جهد التحكم. يظهر الشكل أدناه الهيكل المميز لمحرك السيرفو ذو الكأس المجرد، مما يسلط الضوء على ميزاته المبتكرة التي تساهم في الأداء المتفوق.

محرك السيرفو ذو الكأس المجرد

يتم تصنيع الروتور في محرك السيرفو ذو الكأس المجرد بطريقة مبتكرة من كأس رقيق الجدران مصنوع من مواد موصلة غير مغناطيسية. يقع في قلب هذا الكأس الموصل نواة حديدية ثابتة، والتي تلعب دورًا محوريًا في إغلاق الدارة المغناطيسية، مما يضمن ربط فعال للتيار المغناطيسي. بسبب هيكل الروتور الرقيق، تكون مقاومته الكهربائية مرتفعة بشكل كبير. هذه المقاومة العالية ليست مجرد خاصية فيزيائية بل هي محسن للأداء، حيث تؤدي مباشرة إلى عزم بدء مرتفع للغاية. مع هذا العزم المعزز، يمكن للمحرك التسارع بسرعة من حالة السكون والاستجابة برشاقة استثنائية لإشارات التحكم، مما يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب التوضع السريع والدقيق، مثل الروبوتات عالية المستوى ومعدات التصنيع الدقيق.

محركات السيرفو التيار المتردد ثلاثية المراحل

في مجال أنظمة السيرفو ذات القوة العالية، ظهرت محركات التحريض ثلاثية المراحل المدمجة مع آليات التحكم في الجهد كالأعمدة الرئيسية للتطبيقات السيرفو. بطبيعتها، محركات التحريض ثلاثية المراحل ذات الكهف الغريبة هي أجهزة دارات مترابطة معقدة وغير خطية للغاية، مما يشكل تحديات في تحقيق السيطرة الدقيقة. ومع ذلك، من خلال تنفيذ استراتيجيات التحكم المتقدمة مثل التحكم المتجهي، المعروف أيضًا باسم التحكم الموجه بالمجال، يمكن تحويل هذه المحركات إلى أجهزة خطية ومفصولة.

تشمل هذه الطريقة المعقدة للتحكم في التحكم الدقيق في تيار المحرك. يقوم بفصل السيطرة على عزم الدوران والتغلب المغناطيسي، مما يفصل بين جانبين كانا تقليديًا مرتبطين في عملية تشغيل المحرك. يعتبر هذا الفصل انفراجة تقنية، حيث يمنح المحرك القدرة على تقديم استجابة سريعة جدًا للسرعة وإنتاج عزم دوران كبير فورًا. وبالتالي، فإن محركات السيرفو التيار المتردد ثلاثية المراحل المسيطر عليها عبر التحكم المتجهي قادرة على تقديم أداء لا مثيل له، وتلبية مطالب التطبيقات السيرفو ذات القوة العالية بدقة وفعالية مدهشة. سواء كان الأمر يتعلق بالمعدات الصناعية الثقيلة أو الأنظمة الآلية الكبيرة، فإن هذه المحركات تضمن تشغيلًا سلسًا ودقيقًا وموثوقًا به في أصعب الظروف.