Двухфазный сервопривод переменного тока

Двухфазный серводвигатель переменного тока

В предыдущей статье мы уже рассматривали серводвигатели. В этой статье мы сосредоточимся на двухфазных и трехфазных серводвигателях переменного тока.

Статор двухфазного серводвигателя переменного тока оснащен двумя распределенными обмотками. Эти обмотки электрически смещены друг относительно друга на 90 градусов. Одна из этих обмоток называется опорной или фиксированной фазой. Она питается от источника постоянного напряжения, что обеспечивает стабильное электрическое питание. Другая обмотка известна как управляющая фаза. Она получает переменное напряжение, что позволяет гибко контролировать работу двигателя.

Схема подключения двухфазного серводвигателя переменного тока представлена ниже：

Управляющая фаза двухфазного серводвигателя переменного тока обычно питается от сервоусилителя. Скорость вращения и выходной момент ротора регулируются за счет разности фаз между управляющим напряжением и напряжением опорной фазы. Эта разность фаз является ключевым параметром управления; изменяя ее, а именно, меняя фазовое соотношение от опережающего к запаздывающему или наоборот, можно изменить направление вращения ротора.

Характеристическая кривая момента-скорости двухфазного серводвигателя переменного тока показана на рисунке ниже. Эта кривая предоставляет ценную информацию о том, как изменяется момент двигателя при различных скоростях, что важно для понимания и оптимизации его работы в различных приложениях.

Отрицательный наклон характеристической кривой момента-скорости указывает на высокое сопротивление ротора. Это высокое сопротивление наделяет двигатель положительным демпфированием, значительно повышая его устойчивость при работе. Заметим, что кривая остается примерно линейной в широком диапазоне управляющих напряжений, обеспечивая стабильную работу при различных электрических входах.

Для дальнейшей оптимизации реакции двигателя на слабые управляющие сигналы инженеры разработали специализированный дизайн, известный как серводвигатель с тормозным чашечным ротором. Уменьшая массу и инерцию двигателя, этот дизайн позволяет более быстро и точно реагировать даже на самые незначительные изменения управляющего напряжения. На рисунке ниже показана уникальная структура серводвигателя с тормозным чашечным ротором, выделяя его инновационные особенности, которые способствуют превосходной производительности.

Серводвигатель с тормозным чашечным ротором

Ротор серводвигателя с тормозным чашечным ротором искусно изготовлен из тонкостенной чаши, выполненной из немагнитного проводящего материала. В центре этой проводящей чаши находится неподвижный железный сердечник, который играет ключевую роль в замыкании магнитного контура, обеспечивая эффективное магнитное связывание. Благодаря тонкой конструкции ротора его электрическое сопротивление значительно увеличено. Это высокое сопротивление не просто физическое свойство, но и ключевой фактор, повышающий производительность, так как оно непосредственно приводит к очень высокому пусковому моменту. С этим повышенным моментом двигатель может быстро ускоряться с места и реагировать с исключительной гибкостью на управляющие сигналы, делая его идеальным выбором для приложений, требующих быстрого и точного позиционирования, таких как высококачественные роботы и оборудование для точного производства.

Трехфазные серводвигатели переменного тока

В области высокомощных сервосистем трехфазные индукционные двигатели, интегрированные с механизмами управления напряжением, стали основными элементами для сервоприменений. По своей природе трехфазные короткозамкнутые индукционные двигатели являются сложными, высоко нелинейными связанными цепями, представляющими вызов для достижения точного управления. Однако, благодаря внедрению продвинутых стратегий управления, таких как векторное управление, также известное как ориентированное по полю управление, эти двигатели могут быть преобразованы в линейные, развязанные машины.

Этот сложный метод управления включает в себя тщательное регулирование тока двигателя. Он стратегически развязывает управление моментом и магнитным потоком, отделяя два традиционно связанных аспекта работы двигателя. Эта развязка является технологическим прорывом, так как она позволяет двигателю обеспечивать удивительно быструю скорость реакции и генерировать значительный момент мгновенно. В результате трехфазные серводвигатели переменного тока, управляемые через векторное управление, способны обеспечивать беспрецедентную производительность, отвечая на строгие требования высокомощных сервоприменений с неизменной точностью и замечательной эффективностью. Будь то тяжелое промышленное оборудование или крупномасштабные автоматизированные системы, эти двигатели обеспечивают плавную, точную и надежную работу в самых сложных условиях.