交流伺服電動機的工作原理

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     交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控製繞組L，聯接控製信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。
    交流伺服電動機的轉子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調速範圍、線性的機械特性，無“自轉”現象和快速響應的性能，它與普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，為了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金製成的空心杯形轉子，杯壁僅0.2-0.3mm，空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被廣泛采用。
    交流伺服電動機在沒有控製電壓時，定子內隻有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控製電壓時，定子內便產生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉速隨控製電壓的大小而變化，當控製電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉。
    交流伺服電動機的工作原理與電容運轉式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉子電阻比後者大得多，所以伺服電動機與電容運轉式異步電動機相比，有三個顯著特點：
    1、起動轉矩大：由於轉子電阻大，使轉矩特性（機械特性）更接近於線性，而且具有較大的起動轉矩。因此，當定子一有控製電壓，轉子立即轉動，即具有起動快、靈敏度高的特點。
    2、運行範圍寬：運行平穩、噪音小。
    3、無自轉現象：運轉中的伺服電動機，隻要失去控製電壓，電機立即停止運轉。
  （1）籠型兩相交流伺服電機（細長籠型轉子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流小、小功率伺服、低速運轉不夠平滑）
  （2）非磁性杯型轉子兩相交流伺服電機（空心杯轉子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流較大、小功率伺服、低速運轉平滑）
  （3）鐵磁杯型轉子兩相交流伺服電機（鐵磁材料杯型轉子、機械特性近似線性、轉子轉動慣量大、齒槽效應小、運行平穩）
  （4）同步型永磁交流伺服電機（由永磁同步電機、測速機及位置檢測元件同軸一體機組，定子為3相或2相，磁性材料轉子，必須配驅動器；調速範圍寬、機械特性由恒轉矩區和恒功率區組成，可連續堵轉，快速相應性能好，輸出功率大，轉矩波動小；有方波驅動和正弦波驅動兩種方式，控製性能好，為機電一體化產品）
  （5）異步型三相交流伺服電機（轉子與籠型異步電機相似，必須配驅動器，采用矢量控製，擴大了恒功率調速範圍，多用於機床主軸調速係統）

王棟春

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