交流伺服电动机

交流伺服电动机电动设备01机器结构工作原理相关概念发展历史应用目录03050204基本信息交流伺服电动机，是将电能转变为机械能的一种机器。交流伺服电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。包括交流异步伺服电动机和交流同步伺服电动机。机器结构机器结构交流伺服电动机在结构上类似于单相异步电动机，它的定子铁芯中安放着空间相差90°电角度的两相绕组。一相称为励磁绕组，一相称为控制绕组。电动机工作时，励磁绕组接单相交流电压，控制绕组接控制信号电压，要求两相电压同频率。交流伺服电动机的转子有两种结构形式。一种是笼型转子，与普通三相异步电动机笼型转子相似，只不过在外形上更细长，从而减小了转子的转动惯量，降低了电动机的机电时间常数。笼型转子交流伺服电动机体积较大，气隙小，所需的励磁电流小，功率因数较高，电动机的机械强度大，但快速响应性能稍差，低速运行也不够平稳。另一种是非磁性空心杯形转子，其转子做成了杯形结构，为了减小气隙，在杯形转子内还有一个内定子，内定子上不设绕组，只起导磁作用，转子用铝或铝合金制成，杯壁厚0.2~0.8mm，转动惯量小且具有较大的电阻。空心杯型转子交流伺服电动机具有响应快、运行平稳的优点,但结构复杂,气隙大载电流大,功率因数较低。

发展历史发展历史自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。交直流伺服电机系统下面从功率驱动、性能、保护电路等方面，叙述其和直流伺服电机系统的不同特点。功率驱动对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源采用较多的有:晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。工作原理工作原理在交流伺服电动机中，除了要求电动机不能“自转”外，还要求改变加在控制绕组上的电压的大小和相位能够改变电动机转速的大小和方向。根据旋转磁动势理论，励磁绕组和控制绕组共同作用产生的是一个旋转磁场，旋转磁场的旋转方向是由相位超前的绕组转向相位滞后的绕组。改变控制绕组中控制电压的相位，可以改变两相绕组的超前滞后关系，从而改变旋转磁场的旋转方向，交流伺服电动机转速方向也会发生变化。改变控制电压的大小和相位，可以改变旋转磁场的磁通，从而改变电动机的电磁转矩，交流伺服电动机转速也会发生变化。交流电动机的转速控制方法有幅值控制、相位控制和幅相控制三种。（1）幅值控制是通过改变控制电压Uc的幅值来控制电动机的转速，而Uc的相位始终保持不变，使控制电流Ic与励磁电流If保持90°电角度的相位关系。如Uc=0则转速为0，电动机停转。（2）相位控制是通过改变控制电压Uc的相位,从而改变控制电流Ic与励磁电流If之间的相位角来控制电动机的转速，在这种情况下，控制电压Uc的大小保持不变。当两相电流Ic与If之间的相位角为0°时,则转速为0,电动机停转。（3）幅相控制是指通过同时改变控制电压Uc的幅值及Ic与If之间的相位角来控制电动机的转速。应用应用在自动控制系统中,根据被控对象不同,有速度控制和位置控制两种类型。尤其是位置控制系统可以实现远距离角度传递,它的工作原理是将主令轴的转角传递到远距离的执行轴,使之再现主令轴的转角位置。如工业上发电厂锅炉闸门的开启,轧钢机中轧辊间隙的自动控制,军事上火炮和雷达的自动定位交流伺服电动机在检测装置中的应用也很多,如电子自动电位差计,电子自动平衡电相关概念相关概念与直流伺服电动机的区别直流伺服电动机包括定子、转子铁芯、电动机转轴、