交流减速伺服电机定子的结构与电容分相式单相异步电机基本相似.定子上有两个位置互差90°绕组,一个是励磁绕组Rf,它总是连接在交流电压上Uf上;二是控制绕组绕组L,连接控制信号电压Uc。所以交流伺服电机也被称为两个伺服电机。那么,交流伺服电机的原理是什么呢?
交流伺服电机的转子通常是鼠笼式的,但为了使伺服电机具有较宽的调速范围.线性机械特性,无“自转”与普通电机相比,现象和快速响应性能应具有转子电阻大、转动惯性小的特点。目前,应用广泛的转子结构有两种形式:一种是由高电阻导电材料制成的鼠笼转子,为了降低转子的转动惯性,转子细长;另一种是铝合金制成的空心杯转子,杯壁很薄,只有0.2-0.3mm,为了降低磁路的磁阻,固定的内定子应放置在空心杯转子中.空心杯转子转动惯量小,反应快,运行平稳,因此被广泛使用。
当交流减速伺服电机没有控制电压时,定子中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子中会产生一个旋转磁场,转子沿着旋转磁场的方向旋转。当负载恒定时,电机的速度会随着控制电压的大小而变化。当控制电压的相反时,伺服电机会逆转。
虽然交流伺服电机的工作原理与分相式单相异步电机相似,但前者的转子电阻远大于后者,因此伺服电机与单机异步电机相比有三个显著特点:
1.起动转矩大
由于转子电阻大,其扭矩特性曲线如图3中的曲线1所示,与普通异步电机的扭矩特性曲线2明显不同。它可以使临界转差率S0>1,不仅使扭矩特性(机械特性)更接近线性,而且具有较大的起动扭矩。因此,当定子控制电压时,转子立即旋转,即快速启动.灵敏度高的特点。
2.运行范围广
3.无自转现象
正常运行的伺服电机,只要失去控制电压,电机就会立即停止运行。当伺服电机失去控制电压时,它处于单相运行状态。由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场和转子功能产生的两个扭矩特性(T1-S1.T2-S2曲线)及合成转矩特性(T-S曲线)
交流减速伺服电机的输出功率一般为0.1-100W。当电源频率为50时Hz,电压有36V.110V.220.380V;当电源频率为400时Hz,电压有20V.26V.36V.115V等多种。
交流减速伺服电机运行平稳.噪音很小。但控制特性为非线性,由于转子电阻大、损耗大、效率低,与同容量直流伺服电机相比,体积大.重量重,所以只适用于0.5-100W小功率控制系统。