نعلم أن دور محرك السيرفو هو تحريك الجسم المراد التحكم به. ويتم التحكم في عزم الدوران وسرعة الجسم بواسطة جهد الإشارة. فعندما يتغير مقدار جهد الإشارة وقطبيته، تتغير سرعة واتجاه دوران المحرك الكهربائي. عادةً ما يُصنف محرك السيرفو إلى محرك سيرفو يعمل بالتيار المتردد ومحرك سيرفو يعمل بالتيار المستمر. ستتناول هذه المقالة شرحًا لجهاز محرك السيرفو الذي يعمل بالتيار المتردد.
بنية محرك سيرفو التيار المتردد
مبدأ عمل محرك السيرفو للتيار المتردد هو نفسه مبدأ عمل المحرك غير المتزامن ثنائي الطور للتيار المتردد. يحتوي الجزء الثابت (الستاتور) على ملفين: ملف الإثارة وملف التحكم. يمكن تقسيم بنية محرك السيرفو للتيار المتردد إلى جزأين: الجزء الثابت (الستاتور) والجزء الدوار (الروتور). تشبه بنية الجزء الثابت لمحرك السيرفو للتيار المتردد بنية الجزء الثابت للمحرك غير المتزامن أحادي الطور ذي المكثف المنفصل الطور. يحتوي الجزء الثابت على ملفين بينهما فرق في الموضع 90 درجة، أحدهما ملف المجال Rf، المتصل دائمًا بجهد التيار المتردد Uf، والآخر ملف التحكم L، المتصل بجهد إشارة التحكم Uc. لذلك، يُطلق على محركات السيرفو للتيار المتردد أيضًا اسم محركات السيرفو الثنائية.
عادة ما يكون دوار محرك السيرفو AC مصنوعًا من قفص سنجابي، ولكن من أجل جعل محرك السيرفو يتمتع بنطاق سرعة أوسع، وخصائص ميكانيكية خطية، وعدم وجود ظاهرة “الدوران” وأداء استجابة سريع، يجب أن يتمتع بميزتين: مقاومة الدوار كبيرة وعزم القصور الذاتي صغير.
عند استخدام محرك سيرفو يعمل بالتيار المتردد، يُطبَّق جهد إثارة ثابت (Uf) على طرفي ملف الإثارة، وجهد تحكم (Uk) على طرفي ملف التحكم. عند تطبيق الجهد على ملف الجزء الثابت، يدور محرك السيرفو بسرعة. يُولِّد التيار المتدفق في ملفي الإثارة والتحكم مجالًا مغناطيسيًا دوارًا في المحرك. يحدد دوران هذا المجال اتجاه دوران المحرك. عند عكس الجهد المطبق على أي من الملفين، يتغير اتجاه المجال المغناطيسي الدوار، وبالتالي يتغير اتجاه دوران المحرك. لتكوين مجال مغناطيسي دوار دائري في المحرك، يجب أن يكون هناك فرق طور مقداره 90 درجة بين جهد الإثارة (Uf) وجهد التحكم (UK). فيما يلي بعض الطرق الشائعة لتحقيق ذلك.
1. استخدم جهد الطور وجهد الخط لمصدر الطاقة ثلاثي الأطوار لتشكيل إزاحة طورية بمقدار 90 درجة.
2. استخدم أي جهد خطي لمصدر الطاقة ثلاثي الأطوار.
3. استخدم شبكة إزاحة الطور.
4. قم بتوصيل المكثفات على التوالي في مرحلة الإثارة.
مزايا محرك سيرفو التيار المتردد
1. نظرًا لعدم وجود فرش أو مبدلات، فإنها تعمل بشكل موثوق ولها متطلبات صيانة منخفضة.
2. من الأسهل تبديد الحرارة من ملفات الجزء الثابت.
3. القصور الذاتي صغير ومن السهل تحسين سرعة النظام.
4. يتكيف مع ظروف العمل عالية السرعة وعالية العزم.
