Известно, что роль серводвигателя заключается в приводе управляемого объекта. Крутящий момент и скорость управляемого объекта регулируются сигнальным напряжением. При изменении величины и полярности сигнального напряжения изменяются также скорость и направление вращения электродвигателя. Обычно серводвигатели классифицируются на серводвигатели переменного тока и серводвигатели постоянного тока. В этой статье мы рассмотрим устройство серводвигателя переменного тока.
Конструкция серводвигателя переменного тока
Принцип работы серводвигателя переменного тока аналогичен принципу работы двухфазного асинхронного двигателя переменного тока. На статоре расположены две обмотки: возбуждающая и управляющая. Конструкция серводвигателя переменного тока может быть разделена на две части: статор и ротор. Конструкция статора серводвигателя переменного тока в основном аналогична конструкции однофазного асинхронного двигателя с конденсаторной расщепленной фазой. Статор оснащен двумя обмотками с разницей в положении 90°: одна — это обмотка возбуждения Rf, которая всегда подключена к напряжению переменного тока Uf, а другая — управляющая обмотка L, которая подключена к управляющему сигнальному напряжению Uc. Поэтому серводвигатели переменного тока также называют двухсерводвигателями.
Ротор серводвигателя переменного тока обычно изготавливается в виде короткого замыкания типа «беличья клетка», но для того, чтобы серводвигатель обладал более широким диапазоном скоростей, линейными механическими характеристиками, отсутствием явления «вращения» и быстрым откликом, он должен обладать двумя особенностями: большим сопротивлением ротора и малым моментом инерции.
При использовании серводвигателя переменного тока на оба конца обмотки возбуждения подается постоянное напряжение возбуждения Uf, а на оба конца управляющей обмотки — управляющее напряжение Uk. При подаче напряжения на обмотку статора серводвигатель быстро вращается. Ток, протекающий через обмотку возбуждения и управляющую обмотку, создает вращающееся магнитное поле в двигателе. Вращение этого магнитного поля определяет направление вращения двигателя. При изменении направления напряжения, подаваемого на любую обмотку, направление вращения магнитного поля изменяется, и направление вращения двигателя также меняется. Для формирования кругового вращающегося магнитного поля в двигателе необходимо, чтобы разность фаз между напряжением возбуждения Uf и управляющим напряжением UK составляла 90 градусов. Распространенные методы следующие.
1. Используйте фазное и линейное напряжение трехфазного источника питания для формирования фазового сдвига на 90 градусов.
2. Используйте любое сетевое напряжение трехфазного источника питания.
3. Используйте схему с фазовым сдвигом.
4. Соедините конденсаторы последовательно на этапе возбуждения.
Преимущества серводвигателя переменного тока
1. Благодаря отсутствию щеток и коммутаторов, устройство работает надежно и требует минимального технического обслуживания.
2. Отвод тепла от обмотки статора более удобен.
3. Инерция мала, и скорость системы легко повысить.
4. Он адаптируется к условиям работы с высокой скоростью и высоким крутящим моментом.
