So sánh lựa chọn động cơ AC servo

động cơ servo xoay chiều
Cấu trúc của stato của động cơ servo AC về cơ bản tương tự như cấu trúc của động cơ không đồng bộ một pha chia tụ điện. Stator được trang bị hai cuộn dây có vị trí lệch nhau 90 độ, một trong số đó là cuộn dây kích thích Rf, luôn được kết nối với điện áp xoay chiều Uf; Cách còn lại là cuộn dây điều khiển L và nối điện áp tín hiệu điều khiển Uc. Vì vậy động cơ AC servo còn được gọi là hai động cơ servo.
Rôto của động cơ servo AC thường được chế tạo thành loại lồng sóc, nhưng để đảm bảo rằng động cơ servo có dải tốc độ rộng, đặc tính cơ học tuyến tính, không có hiện tượng "quay" và hiệu suất phản hồi nhanh, nó nên có hai đặc điểm so với động cơ thông thường: điện trở rôto cao và mô men quán tính nhỏ. Hiện nay, có hai loại cấu trúc rôto được sử dụng rộng rãi: một là rôto lồng sóc làm bằng vật liệu dẫn điện có điện trở suất cao với các thanh dẫn điện có điện trở suất cao. Để giảm quán tính quay của rôto, rôto được chế tạo thanh mảnh hơn; Một loại khác là rôto cốc rỗng làm bằng hợp kim nhôm, có thành cốc mỏng chỉ 0.2-0.3mm. Để giảm điện trở từ của mạch từ, cần đặt một stato cố định bên trong bên trong rôto cốc rỗng. Rôto cốc rỗng có mômen quán tính nhỏ, phản ứng nhanh, vận hành êm nên được sử dụng rộng rãi.
Khi không có điện áp điều khiển trong động cơ servo AC, chỉ có từ trường dao động được tạo ra bởi cuộn dây kích thích trong stato và rôto vẫn đứng yên. Khi có điện áp điều khiển, từ trường quay được tạo ra trong stato và rôto quay theo hướng của từ trường quay. Dưới tải không đổi, tốc độ của động cơ thay đổi theo độ lớn của điện áp điều khiển. Khi pha của điện áp điều khiển ngược lại, mô tơ servo sẽ đảo ngược.
Động cơ AC servo nam châm vĩnh cửu
Từ những năm 1980, với sự phát triển của mạch tích hợp, công nghệ điện tử công suất và công nghệ truyền động biến tốc AC, công nghệ truyền động AC servo nam châm vĩnh cửu đã có những tiến bộ vượt bậc. Các nhà sản xuất điện nổi tiếng ở nhiều quốc gia đã liên tiếp cho ra đời loạt động cơ AC servo và bộ truyền động servo của riêng mình, được cải tiến và cập nhật liên tục. Hệ thống servo AC đã trở thành hướng phát triển chính của các hệ thống servo hiệu suất cao hiện đại, gây ra cuộc khủng hoảng loại bỏ hệ thống servo DC ban đầu. Sau những năm 1990, hệ thống servo AC đã được thương mại hóa ở nhiều nước trên thế giới được điều khiển bởi động cơ sóng hình sin sử dụng điều khiển kỹ thuật số hoàn toàn. Sự phát triển của các thiết bị truyền động AC servo trong lĩnh vực truyền dẫn đang thay đổi nhanh chóng.
Ưu điểm chính của động cơ servo AC nam châm vĩnh cửu so với động cơ servo DC là:
⑴ Không có chổi than và cổ góp, nó hoạt động đáng tin cậy và yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng thấp.
⑵ Cuộn dây stato có khả năng tản nhiệt thuận tiện.
⑶ Quán tính nhỏ, dễ cải thiện tốc độ của hệ thống.
Thích hợp cho điều kiện làm việc tốc độ cao và mô-men xoắn cao.
Dưới cùng một sức mạnh, nó có khối lượng và trọng lượng nhỏ hơn.
So sánh động cơ servo và động cơ không đồng bộ một pha
Nguyên lý làm việc của động cơ servo AC tương tự như động cơ không đồng bộ một pha chia pha, nhưng điện trở rôto của động cơ trước lớn hơn nhiều so với động cơ sau. Do đó, so với động cơ không đồng bộ đơn, động cơ servo có ba đặc điểm nổi bật:
1. Mômen khởi động cao
Due to the high rotor resistance, there is a significant difference in the torque characteristic curve compared to ordinary asynchronous motors. It can make the critical slip rate S0>1, không chỉ làm cho các đặc tính mô-men xoắn (đặc tính cơ học) gần với tuyến tính hơn mà còn có mô-men xoắn khởi động lớn hơn. Do đó, ngay khi stato có điện áp điều khiển, rôto sẽ quay ngay lập tức, có đặc tính khởi động nhanh và độ nhạy cao.
2. Phạm vi hoạt động rộng
3. Không có hiện tượng autorotation
Động cơ servo đang chạy bình thường sẽ ngay lập tức ngừng chạy ngay khi mất điện áp điều khiển. Khi mô tơ servo mất điện áp điều khiển, nó ở trạng thái vận hành một pha. Do điện trở rôto cao, hai từ trường quay ngược chiều trong stato tương tác với rôto để tạo ra hai đặc tính mô men xoắn (đường cong T1-S1, T2-S2) và đặc tính mô men xoắn tổng hợp (đường cong TS )
Công suất đầu ra của động cơ AC servo thường là 0.1-100W. Khi tần số nguồn là 50Hz và điện áp là 36V, 110V, 220V, 380V; Khi tần số nguồn là 400Hz, có nhiều điện áp khác nhau như 20V, 26V, 36V, 115V, v.v.
Động cơ AC servo chạy trơn tru và ít tiếng ồn. Tuy nhiên, đặc tính điều khiển là phi tuyến tính và do điện trở rôto cao, tổn thất cao và hiệu suất thấp, so với động cơ servo DC có cùng công suất, khối lượng lớn và trọng lượng nặng nên chỉ phù hợp cho nhỏ hệ thống điều khiển công suất của 0.5-100W.