Motore servo a corrente alternata a due fasi

Motore servo trifase AC

In un articolo precedente, abbiamo già esplorato i motori servo. In questo, ci concentreremo sui motori servo AC a due e tre fasi.

Lo statore di un motore servo AC a due fasi è dotato di due avvolgimenti distribuiti. Questi avvolgimenti sono sfasati elettricamente tra loro di 90 gradi. Uno di questi avvolgimenti è chiamato fase di riferimento o fase fissa. È alimentato da una sorgente a tensione costante, garantendo un ingresso elettrico stabile. L'altro avvolgimento è noto come fase di controllo. Riceve una tensione variabile, il che consente un controllo flessibile dell'operazione del motore.

Il diagramma di connessione del motore servo AC a due fasi è presentato di seguito：

La fase di controllo di un motore servo AC a due fasi è tipicamente alimentata da un amplificatore servo. La velocità di rotazione e la coppia di uscita del rotore sono regolate dalla differenza di fase tra la tensione di controllo e la tensione della fase di riferimento. Questa differenza di fase agisce come un parametro di controllo chiave; modificandola, specificamente invertendo la relazione di fase da una condizione anticipata a una ritardata o viceversa, si può invertire la direzione di rotazione del rotore.

La curva caratteristica coppia-velocità del motore servo AC a due fasi è illustrata nella figura sottostante. Questa curva fornisce informazioni preziose su come varia la coppia del motore con diverse velocità, essenziale per comprendere e ottimizzare le sue prestazioni in varie applicazioni.

Una pendenza negativa nella curva caratteristica coppia-velocità indica una elevata resistenza del rotore. Questa alta resistenza conferisce al motore un'amortizzazione positiva, migliorando significativamente la sua stabilità durante l'operazione. Notoriamente, la curva rimane approssimativamente lineare in un ampio intervallo di tensioni di controllo, garantendo prestazioni costanti sotto diversi ingressi elettrici.

Per ulteriormente ottimizzare la risposta del motore ai segnali di controllo deboli, gli ingegneri hanno sviluppato un design specializzato noto come motore servo a coppa di trascinamento. Riducendo il peso e l'inerzia del motore, questo design permette una reazione più rapida e precisa anche alle minime variazioni di tensione di controllo. La figura sottostante mostra la struttura distintiva del motore servo a coppa di trascinamento, evidenziando le sue caratteristiche innovative che contribuiscono a un'ottima performance.

Motore servo a coppa di trascinamento

Il rotore del motore servo a coppa di trascinamento è ingegnosamente realizzato con una coppa sottile in materiale conduttore non magnetico. Al centro di questa coppa conduttrice è annidato un nucleo di ferro stazionario, che svolge un ruolo cruciale nel chiudere il circuito magnetico, assicurando un efficiente collegamento del flusso magnetico. Grazie alla struttura snella del rotore, la sua resistenza elettrica è significativamente elevata. Questa alta resistenza non è solo una proprietà fisica, ma un miglioratore delle prestazioni, poiché dà origine a una coppia di avviamento eccezionalmente elevata. Con questa coppia migliorata, il motore può accelerare rapidamente da fermo e rispondere con agilità eccezionale ai segnali di controllo, rendendolo una scelta ideale per applicazioni che richiedono posizionamento rapido e preciso, come ad esempio in robotica di alto livello e attrezzature di produzione di precisione.

Motori servo AC a tre fasi

Nel campo dei sistemi servo ad alta potenza, i motori a induzione trifase integrati con meccanismi di controllo della tensione sono diventati i cavalli di battaglia per le applicazioni servo. Di natura, i motori a induzione trifase a gabbia di scoiattolo sono dispositivi complessi, fortemente non lineari e accoppiati, presentando sfide nel raggiungere un controllo preciso. Tuttavia, attraverso l'implementazione di strategie di controllo avanzate come il Controllo Vettoriale, noto anche come Controllo Orientato al Campo, questi motori possono essere trasformati in macchine lineari e decoppiate.

Questa sofisticata metodologia di controllo prevede la regolazione meticolosa della corrente del motore. Decoppia strategicamente il controllo della coppia e del flusso magnetico, separando due aspetti tradizionalmente intrecciati dell'operazione del motore. Questa decoppia è un passo tecnologico, poiché permette al motore di fornire una risposta di velocità estremamente rapida e generare una coppia sostanziale istantaneamente. Di conseguenza, i motori servo AC a tre fasi controllati tramite Controllo Vettoriale sono in grado di fornire prestazioni senza pari, soddisfando le esigenze rigorose delle applicazioni servo ad alta potenza con precisione invariabile ed efficienza notevole. Che si tratti di macchinari industriali pesanti o di sistemi automatizzati su larga scala, questi motori garantiscono un'operazione fluida, accurata e affidabile nelle condizioni più impegnative.