什么是交流伺服电机？

术语“交流伺服电机”指的是一种特定的伺服电机，它使用交流电输入来产生精确角速度形式的机械输出。 除了工程特性方面的一些例外，交流伺服电机本质上是双相感应电机。

交流伺服电机的输出功率可能从几瓦到几百瓦不等。相比之下，可用频率范围为 50 至 400 赫兹。 如上所述，使用某种编码器可以提供有关速度和位置的输入，从而为反馈系统提供闭环控制。

交流伺服电机的结构

正如我们一开始所说的，交流伺服电机被认为是双相感应电机。然而，交流伺服电机具有标准感应电机所没有的一些独特设计元素；因此，人们认为这两者的构建方式截然不同。

定子和转子是它的两个主要结构部件。

• 定子： 首先，请看下面交流伺服电机定子的图示

交流伺服电机的定子由两个不同的绕组组成，它们均匀地间隔开并成 90 度角。术语“主”或“固定”绕组指的是两个绕组之一，而术语“控制”指的是另一个。

定子的主绕组接收连续交流信号的输入。虽然控制绕组接收可变控制电压，顾名思义。伺服放大器用于产生这种变化的控制电压。

应该注意的是，为了产生旋转磁场，提供给控制绕组的电压必须与输入交流电压相差 90 度。

• 转子： 通常有两种类型的转子；一种是拖杯式，另一种是鼠笼式。

下面是一个鼠笼式转子的图示

这种转子具有又长又窄的直径，由铝导体制成，这使其重量更轻。

应该注意的是，传统感应电机的转矩-速度特性中存在具有正斜率和负斜率的区域，它们分别对应于不稳定区域和稳定区域。

然而，由于交流伺服电机被设计成高度稳定的，因此它们的转矩-滑差特性中不能存在正滑差区域。此外，电机产生的转矩必须随速度线性下降。

为了做到这一点，转子电路电阻应该很高，并且惯性很小。这就是在构建转子时必须减小直径与长度的比例的原因。

鼠笼式电机铝条之间的较小气隙使其可以使用较少的励磁电流。

这是一个拖杯式转子的图示

这种类型的转子的结构与鼠笼式不同。它包括一个拖杯，拖杯被一个铝制层压铁芯包围，铁芯两侧都有小气孔。

连接到这些拖杯的驱动轴使操作更容易。

在功率需求极小的应用中，铁芯两侧的两个气隙会降低惯性。

两相交流伺服电机

伺服电机可用于两相和三相交流系统。 两相交流伺服电机定子中的两个分散绕组在电气上彼此间隔 90 度。 一个绕组，称为参考或固定相，从恒定电压源接收功率。 另一个称为控制相，它带有可变电压电源。

下面是一个图形，显示了两相交流伺服电机的连接方式

伺服放大器通常用于为控制相供电。 控制电压和参考相电压之间的相位差决定了转子旋转的速度和扭矩。 相位差可以从超前切换到滞后或反之亦然，以改变转子的旋转方向。

下图描述了两相交流伺服电机的转矩-速度特性。

电机从负斜率接收正阻尼，这表明转子电阻高并提高了稳定性。 实际上，对于所有控制电压，曲线都是线性的。 根据如下图所示的拖杯伺服电机等信息，电机的重量和惯性会降低，从而提高电机对轻型控制输入的响应。

导电非磁性物质的薄杯用作拖杯伺服电机的转子。 导电杯具有固定在原位的中心铁芯。 磁路使用此设置完成。 由于用于制造电机转子的材料很薄，因此它将具有高电阻，从而导致高启动扭矩。

三相交流伺服电机

对于在高功率伺服系统中用作伺服电机，可以使用带电压控制的三相感应电机。 在连接的电路设备中，三相鼠笼式感应电机表现出显着的非线性。 通过采用一种称为矢量控制或磁场定向控制的控制技术，它被用作线性解耦机器。

在这种机器中，电流经过调整，使得转矩和磁通分离。 由于解耦，速度和扭矩迅速增加。

特点

1. 这些设备重量轻。
2. 它提供了操作稳定性和可靠性。
3. 在运行期间，几乎不会产生噪音。
4. 它具有几乎线性的转矩-速度特性。
5. 由于这里没有电刷或滑环，因此维护成本降低。

交流伺服电机的用途

交流伺服电机的应用包括以下

由于交流伺服电机具有许多优点，因此这些电机主要用于计算机、位置控制设备和使用伺服机构的仪器。 此外，它们还用于机器人机械、机床和跟踪系统。