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交流伺服电机及其速度控制系统

2018/11/2 16:51:52      点击:
   由于直流电机其有优良的调速性能,因此长期以来,在调速性能要求较高的场合.直流电机调速一直占据主导地位。但是由于它的电别和换向的磨损,有时会产生火花.电动机的最高速度受到限制,且直流电机结构复杂,成本较高,所以在使用上受到一定的限制。而近年来交流电机的飞速发展,它不仅克服了直流电机结构上存在整流子、电刷维护困难、造价高、寿命短、应用境受限等缺点,同时又充分发挥了交流电机坚固耐用、经济可靠、动态响应好,拾出功率大等优点。因此.在某些场合,交流伺服电机已逐渐取代直流伺服电机。
交流伺服电机的分类
    交流伺服电机分为交流永磁式伺服电机和交流感应式伺服电机。水磁式交流伺服电机相当于交流同步电动机,常用于进给伺服系统;感应式相当于交流感应异步电动机.常用于主轴伺服系统。两种伺服电动机的工作原理都是由定子绕组产生旋转磁场.使转子跟随定子旋转磁场一起运行。不同点是交流永磁式伺服电机的转速与外加交流电派的频率存在着严格的同步关系.即电动机的转速等于步转速;而感应式伺服电动机由于孺要转速差才能产生电磁转矩.所以电机的转速低于同步转速,转速差随外负载的增大而增大。同步转速的大小等于交流电像的频率除以电机极对数。因而交流伺服电机可以通过改变供电电源颇率的方法来调节其转速。
水磁式交彼同步电机
    (1)工作原理
    永磁式交流同步电机由定子、转子和检侧元件三部分组成,其结构原理如图。定子具有齿相,相内嵌有三相绕组,其形状与普通感应电动机的定子结构相同。但为了改普伺服电机的散热性能.齿相有的呈多边形,且无外壳。转子由多块水久破铁和冲片组成。这种结构的转子特点是气隙磁密度较高,极数较多。转子结构还有一类是具有极靴的星形转子,采用矩形磁铁或整体星形磁铁。转子磁铁磁性材料的性能直接影响伺服电机的性能和外形尺寸。现在一般采用第三代稀土永破合金—钱铁翻(Nd-Fe-B)合金,它是一种最有前途的稀土永磁合金。
    永磁式交流同步伺服电机的工作原理与电磁式同步电机的工作原理相同,即定子三相绕组产生的空间旋转磁场和转子磁场相互作用.使定子带动转子一起旋转。所不同的是转子磁极不是由转子的三相绕组产生,而是由永久磁铁产生。其工作过程是:当定子三相绕组通以文流电后.产生一旋转磁场。