A szervómotor úgy működik, mint egy forgó működtető, amelyet főként az elektromos bemenet mechanikus gyorsítássá alakítására használnak. Ez a motor szervomechanizmuson alapul, ahol a pozíció visszajelzést használják a motor fordulatszámának és végső helyének szabályozására. A szervomotorok fordulnak és bizonyos szöget kapnak az alkalmazott bemenet alapján. A szervomotorok kis méretűek, de nagyon energiatakarékosak. Ezeket a motorokat két típusba sorolják, mint például a váltakozó áramú szervomotor és az egyenáramú szervomotor, de a fő különbség e két motor között a felhasznált energiaforrás. Az előadás a DC szervo motor főként csak a feszültségtől függ, míg az AC szervomotor mind a feszültségtől, mind a frekvenciától függ. Ez a cikk a szervomotorok egyik típusát tárgyalja - an AC szervo motor – alkalmazásokkal való munka.
Mi az AC szervomotor?
A váltóáramú szervomotornak egy olyan típusú szervomotort nevezünk, amely pontos szögsebességű váltakozó áramú elektromos bemenet használatával mechanikai kimenetet állít elő. Ennek a szervomotornak a kimenő teljesítménye főként watttól néhány 100 wattig terjed. Az AC szervomotor működési frekvenciája 50 és 400 Hz között van. Az AC szervomotor diagramja az alábbiakban látható.
A váltakozó áramú szervomotorok főbb jellemzői a következők: ezek kisebb súlyú eszközök, stabilitást és megbízhatóságot biztosítanak a működésen belül, működés közben nem keletkezik zaj, lineáris nyomaték-sebesség karakterisztikát biztosítanak, és csökkentik a karbantartási költségeket, ha nincsenek jelen csúszógyűrűk és kefék.
Kérjük, tekintse meg ezt a linket, ha többet szeretne megtudni erről AC szervomotorok típusai
AC szervomotor építése
Általában az AC szervomotor kétfázisú indukciós motor. Ez a motor állórész és a forgórész mint egy normál indukciós motor. Általában ennek a szervomotornak az állórésze laminált szerkezetű. Ez az állórész két tekercset tartalmaz, amelyek egymástól 90 fokban vannak elhelyezve a térben. A fázisváltozás miatt forgó mágneses tér keletkezik.
Az első tekercs fő tekercsnek vagy rögzített fázisú vagy referencia tekercsnek is ismert. Itt a fő tekercs az állandó feszültségű tápforrásról aktiválódik, míg a másik tekercs, például a vezérlő tekercs vagy a vezérlő fázis a változó vezérlőfeszültség hatására. Ezt a vezérlőfeszültséget egyszerűen egy szervoerősítő táplálja.
Általában a rotor kétféle mókusketrec típusú és húzócsésze típusban kapható. Az ebben a motorban használt rotor egy normál ketrec típusú rotor, amely résekbe rögzített alumínium rudakat és a véggyűrűkön keresztül rövidre zárt. A légrést minimálisra kell csökkenteni a maximális fluxus összekapcsolás érdekében. A másik típusú rotort, például a húzócsészét főleg ott használják, ahol a forgó rendszer tehetetlensége alacsonyra fordul. Tehát ez segít az energiafogyasztás csökkentésében.
Az AC szervomotor működési elve
Az ac szervomotor működési elve: először is állandó váltakozó feszültséget adnak a szervomotor indítójának fő tekercsénél, és egy másik állórész-kivezetést egyszerűen a vezérlőtranszformátorhoz csatlakoztatnak a vezérlőtekercsen keresztül. Az alkalmazott referenciafeszültség miatt a szinkrongenerátor tengelye meghatározott sebességgel forog, és egy bizonyos szöghelyzetet kap.
Ezenkívül a vezérlőtranszformátor tengelyének meghatározott szöghelyzete van, amelyet a szinkrongenerátor tengelyének szögpontjához viszonyítanak. Tehát a két szöghelyzet összehasonlítása adja a hibajelzést. Pontosabban, az egyenértékű tengelyhelyzetek feszültségszintjeit értékeljük, ami hibajelet állít elő. Tehát ez a hibajel kommunikál az aktuális feszültségszinttel a vezérlőtranszformátoron. Ezt követően ezt a jelet a szervoerősítő kapja, így az egyenetlen vezérlőfeszültséget generál.
Ezzel a rákapcsolt feszültséggel a forgórész ismét elér egy meghatározott fordulatszámot, elindul, és addig tart, amíg a hibajel értéke el nem éri a nullát, így eléri a motor preferált helyzetét az AC szervomotorokon belül.
AC szervomotor átviteli funkciója
Az AC szervomotor átviteli függvénye a kimeneti változó L.T (Laplace Transform) és a bemeneti változó L.T (Laplace Transform) arányaként határozható meg. Tehát a matematikai modell az, amely kifejezi azt a differenciálegyenletet, amely elmondja a rendszer o/p-jét az i/p-nek.
Ha a T.F. (átviteli függvény) ismert, akkor a kimeneti válasz kiszámítható különböző típusú bemenetekre, hogy felismerjük a rendszer természetét. Hasonlóképpen, ha az átviteli függvény (T.F) nem ismert, akkor azt kísérletileg meg lehet találni az ismert bemenetek egyszerű alkalmazásával az eszközre és a rendszer kimenetének tanulmányozásával.
Az AC szervomotor egy kétfázisú indukciós motor, ami azt jelenti, hogy két tekercselése van, például a vezérlő tekercs (fő mező tekercs) és a referencia tekercs (élmény tekercs).
Tehát meg kell találnunk az ac szervomotor átviteli függvényét, azaz θ(s)/ec(s). Itt a „θ(s)/” a rendszer kimenete, míg az ex(ek) a rendszer bemenete.
A motor átviteli funkciójának megismeréséhez meg kell találnunk, hogy mi a motor által kifejlesztett nyomaték „Tm”, illetve a „Tl” terhelés által kifejlesztett nyomaték. Ha egyenlőségjelet teszünk az egyensúlyi feltételhez mint
Tm = Tl, akkor megkaphatjuk az átviteli függvényt.
Legyen Tm = a motor által kifejlesztett nyomaték.
Tl = a terhelés által kifejtett nyomaték vagy terhelési nyomaték.
„θ” = szögeltolódás.
'ω' = d θ/dt = szögsebesség.
„J” = a terhelés tehetetlenségi nyomatéka.
A „B” a terhelés iránypontja.
Itt a két figyelembe veendő konstans a K1 és a K2.
A „K1” a vezérlőfázis-feszültség és a nyomaték jellemzőinek meredeksége.
A „K2” a fordulatszám-nyomaték jellemzőinek meredeksége.
Itt a motor által kifejlesztett nyomatékot egyszerűen jelöljük
Tm = K1ec-K2 dθ/dt ––(1)
A terhelési nyomaték (TL) a nyomatékkiegyenlítési egyenlet figyelembevételével modellezhető.
Alkalmazott nyomaték = ellentétes nyomaték a J,B miatt
Tl = TJ + TB = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B ––(2)
Tudjuk, hogy az egyensúlyi feltétel Tm = Tl.
K1ec-K2 dθ/dt = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B
Alkalmazza a Laplace-transzformációs egyenletet a fenti egyenletre
K1Ec(s) – K2S θ(S) = J S^2θ (S) + B S θ(S)
K1Ec(s) = JS^2θ (S) + BSθ(S)+ K2S θ(S)
K1Ec(s) = θ (S)[J S^2 + BS + K2S]
T.F = θ (S)Ec(s) = K1/J S^2 + BS + K2S
= K1/S [B + JS + K2]
= K1/S [B + K2 + JS]
= K1/S (B + K2) [1 + (J/B + K2) *S]
T.F = θ (S)Ec(s) = K1/(B + K2) / S[1 + (J/B + K2) *S]
T.F = Km / S[1 + (J/B + K2) *S] => Km / S(1 + STm)] = θ (S)Ec(s)
T.F = Km / S(1 + STm)] = θ (S)Ec(s)
Ahol Km = K1/ B + K2 = motor erősítési állandó.
Tm = J/ B + K2 = motor időállandója.
AC szervomotor fordulatszám szabályozási módszerek
Általában szervo motorok három vezérlési módszerrel rendelkezik, mint a helyzetszabályozás, a nyomatékszabályozás és a fordulatszám szabályozás.
A pozíciószabályozási módszert a forgási sebesség méretének meghatározására használják a külső bemeneti frekvenciajelekben. A forgásszöget a sz. impulzusok. A szervomotor helyzete és sebessége közvetlenül hozzárendelhető kommunikáción keresztül. Mivel a módszer pozíciója rendkívül szigorúan szabályozhatja a pozíciót és a sebességet, ezért általában a pozicionáló alkalmazáson belül használják.
A nyomatékszabályozási módszernél a szervomotor kimeneti nyomatékát analóg bemenet állítja be a címen. Meg tudja változtatni a nyomatékot egyszerűen az analóg valós időben történő megváltoztatásával. Ezen túlmenően a relatív címen lévő értéket is módosíthatja kommunikáció útján.
Sebességszabályozási módban a motor fordulatszáma analóg bemenettel és impulzussal vezérelhető. Ha pontossági követelmények vannak, és nem kell aggódni ennyi nyomaték miatt, akkor a sebesség mód jobb.
Az AC szervomotor jellemzői
A váltóáramú szervomotor nyomaték-fordulatszám-karakterisztikája az alábbiakban látható. A következő jellemzőkben a nyomaték a fordulatszámmal változik, de nem lineárisan, mert ez elsősorban a reaktancia (X) arányától függ. ellenállás (R). Ennek az aránynak az alacsony értéke azt jelenti, hogy a motor nagy ellenállással és alacsony reaktanciával rendelkezik, ilyen esetekben a motor jellemzői lineárisabbak, mint a reaktancia (X) és ellenállás (R) magas aránya.
Előnyök
Az AC szervomotorok előnyei a következők.
- Ennek a motornak a sebességszabályozási jellemzői jók.
- Kevesebb hőt termelnek.
- Nagy hatékonyságot, tömegenkénti nyomatékot, megbízhatóságot és csökkentett rádiófrekvenciás zajt kínálnak.
- Kevesebb karbantartást igényelnek.
- Kommutátor hiányában hosszabb a várható élettartamuk.
- Ezek a motorok képesek az ipari gépek nagyobb áramlökések kezelésére.
- Nagy fordulatszámon állandóbb nyomatékot kínálnak.
- Ezek nagyon megbízhatóak.
- Nagy sebességű teljesítményt biztosítanak.
- Ezek jól alkalmazhatók instabil terhelésű alkalmazásokhoz.
Az AC szervomotorok hátrányai a következők.
- Az AC szervomotor vezérlése nehezebb.
- Ezek a motorok állandó túlterhelés hatására megszakadhatnak.
- A sebességváltókra gyakran szükség van a nagy sebességű erőátvitelhez.
Alkalmazások
Az AC szervomotorok alkalmazásai a következők.
- Az AC szervomotorok ott alkalmazhatók, ahol a helyzetszabályozás jelentős, és általában félvezető eszközökben, robotokban, repülőgépekben és szerszámgépekben találhatók meg.
- Ezeket a motorokat olyan műszerekben használják, amelyek szervomechanikával működnek, mint például a számítógépekben és a helyzetszabályozó eszközökben.
- Az AC szervomotort szerszámgépekben, robotgépekben és nyomkövető rendszerekben használják.
- Ezeket a szervomotorokat sokféle iparágban használják hatékonyságuk és sokoldalúságuk miatt.
- Az AC szervomotort a legtöbb általános gépben és készülékben használják, mint például vízmelegítők, sütők, szivattyúk, terepjárók, kerti berendezések stb.
- A házban minden nap használt készülékek és szerszámok nagy részét AC szervomotorok hajtják meg.
Így ez az ac áttekintése szervo motorok – működnek pályázatokkal. Ezeket a motorokat számos alkalmazásban használják, például szervomechanikával működő műszerekben, valamint szerszámgépekben, nyomkövető rendszerekben és robotikában. Itt egy kérdés, hogy mi az indukciós motor?
