2023學(xué)年完整公開(kāi)課版交流伺服電

——交流伺服電機(jī)輸送單元安裝與調(diào)試工作單位：煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院主講：孫麗君目錄感應(yīng)式交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)1感應(yīng)式交流伺服電機(jī)工作原理2永磁式交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)3永磁式交流伺服電機(jī)工作原理4交流伺服電動(dòng)機(jī)可分為兩類(lèi)：

伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其功能是將輸入的電壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上輸出的角位移和角速度，驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。

永磁式交流伺服電動(dòng)機(jī)（同步）感應(yīng)式交流伺服電動(dòng)機(jī)（異步）

伺服電動(dòng)機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。

交流伺服電動(dòng)機(jī)就是一臺(tái)兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差90的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵(lì)磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子交流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖一、感應(yīng)式交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)放大器檢測(cè)元件控制信號(hào)+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––1交流伺服電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)圖和相量圖(a）接線(xiàn)圖1(b)相量圖二、感應(yīng)式伺服電機(jī)工作原理

勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容C,是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近90,從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。放大器檢測(cè)元件控制信號(hào)+–+–控制繞組

控制電壓與電源電壓頻率相同，相位相同或反相。

交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與單相異步電動(dòng)機(jī)有相似之處。

勵(lì)磁繞組固定接在電源上，當(dāng)控制電壓為零時(shí)，電機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)。

若有控制電壓加在控制繞組上，且勵(lì)磁電流

和控制繞組電流不同相時(shí)，因此便產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

交流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能服從控制信號(hào)的命令而轉(zhuǎn)動(dòng)，而且要求在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)如果控制電壓變?yōu)榱?，電?dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。

但如果交流伺服電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇和一般單相異步電動(dòng)機(jī)相似，電動(dòng)機(jī)一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，即使控制等于零，電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)失去控制，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“自轉(zhuǎn)”。如何克服“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象呢？正反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成轉(zhuǎn)矩特性(正向)(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反當(dāng)單相勵(lì)磁時(shí)，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行范圍0<S1<1時(shí)，轉(zhuǎn)矩為正值，產(chǎn)生電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。反轉(zhuǎn)時(shí)也同樣為電動(dòng)轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)增大轉(zhuǎn)子電阻，使Sm>1當(dāng)單相勵(lì)磁時(shí)，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行范圍0<S1<1時(shí)，轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)時(shí)也同樣為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

加在控制繞組上的控制電壓反相時(shí)(保持勵(lì)磁電壓不變)，由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。

加在控制繞組上的控制電壓大小變化時(shí)，其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的橢圓度不同，從而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也不同，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。不同控制電壓下的機(jī)械特性曲線(xiàn)n=f(T),U1=常數(shù)TU20.8U20.6

U20.4U2on

交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖所示。

在勵(lì)磁電壓不變的情況下，隨著控制電壓的下降，特性曲線(xiàn)下移。在同一負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨控制電壓的下降而均勻減小。

交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為0.1-100W，電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如用在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。應(yīng)用:三、永磁式交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)編碼器也是伺服電機(jī)的重要組成部分，編碼器碼盤(pán)套在電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼器的碼盤(pán)也跟著旋轉(zhuǎn)，輸出反饋脈沖到驅(qū)動(dòng)器。編碼器的工作原理結(jié)構(gòu)：碼盤(pán)發(fā)光管光電接收管放大整形電路四、永磁式交流伺服電機(jī)工作原理伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U、V、W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線(xiàn)數(shù)）。YL-335B的輸送單元上中，采用了松下MHMD022G1U永磁同步交流伺服電機(jī)

MHMD022G1U的含義MHMD表示電機(jī)類(lèi)型為大慣量，