兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)是指?jìng)鹘y(tǒng)的交流感應(yīng)伺服電機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相似，由于受性能限值，主要應(yīng)用于幾十瓦以下的小功率場(chǎng)合。

一兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介

　　兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子鐵心中安放多相交流繞組，轉(zhuǎn)子繞組為自行閉合的多相對(duì)稱(chēng)繞組。運(yùn)行時(shí)，定子繞組通入交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在閉合的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。為了控制方便，兩相感應(yīng)伺服電機(jī)定子繞組為在空間相差90°電角度的兩相繞組，其中一相為勵(lì)磁繞組，另外一組為控制繞組。勵(lì)磁繞組電壓固定不變，通過(guò)調(diào)節(jié)控制繞組電壓頻率、大小或相位來(lái)控制伺服電動(dòng)機(jī)的起、停及運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

二兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)的控制原理

　　兩相伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組接在交流電源上，通過(guò)改變控制繞組的電壓控制伺服電動(dòng)機(jī)的起、停及運(yùn)行轉(zhuǎn)速。由于勵(lì)磁繞組電壓Uf固定不變，而控制電壓Uc是變化的，故通常情況下兩相繞組中的電流不對(duì)稱(chēng)，電機(jī)中的氣隙磁場(chǎng)也不是圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。不論改變控制電壓的大小還是它與勵(lì)磁繞組電壓之間的相位角，都能使兩相繞組在電動(dòng)機(jī)氣隙中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的橢圓度發(fā)生變化，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性及一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)控制伺服電動(dòng)機(jī)的起、停及運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

三兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式

　　兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其勵(lì)磁繞組接到電壓為Uf的交流電源上，通過(guò)改變控制繞組電壓Uc的大小或相位控制伺服電動(dòng)機(jī)的起、停及運(yùn)行轉(zhuǎn)速。因此兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式有三種：(1)幅值控制；(2)相位控制；(3)幅值-相位控制。

01兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)幅值控制

　　采用幅值控制時(shí)，勵(lì)磁繞組電壓始終為額定勵(lì)磁電壓UfN，通過(guò)調(diào)節(jié)控制繞組電壓的大小來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而控制電壓與勵(lì)磁電壓之間的相位角始終保持90°電角度。當(dāng)控制電壓=0時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

 

兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)幅值控制

a)原理電路圖；b)電壓相量圖

02兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)相位控制

　　采用相位控制時(shí)，控制繞組和勵(lì)磁繞組的電壓大小均保持額定值不變，通過(guò)調(diào)節(jié)控制電壓的相位，即改變控制電壓與勵(lì)磁電壓之間的相位角b，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。當(dāng)b=0°時(shí)，兩相繞組產(chǎn)生的氣隙合成磁場(chǎng)為脈振磁場(chǎng)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)相位控制

a)原理電路圖；b)電壓相量圖

03兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)幅值-相位控制

　　這種控制方式是將勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容以后，接到交流電源上，而控制繞組電壓的相位始終與交流電源相同，通過(guò)調(diào)節(jié)控制電壓的幅值來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

　　幅值-相位控制方式不需要復(fù)雜的移相裝置，利用串聯(lián)電容就能在單相交流電源上獲得控制電壓和勵(lì)磁電壓的分相，所以設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低，是實(shí)際應(yīng)用中最常見(jiàn)的一種控制方式。

兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)幅值-相位控制

a)原理電路圖；b)電壓相量圖

四兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)

01空載始動(dòng)電壓

　　在額定勵(lì)磁電壓和空載情況下，使轉(zhuǎn)子在任意位置開(kāi)始連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的最小控制電壓定義為空載始動(dòng)電壓。空載始動(dòng)電壓越小，表示伺服電動(dòng)機(jī)的靈敏度越高。

02機(jī)械特性非線性度km

　　在額定勵(lì)磁電壓下，任意控制電壓時(shí)的實(shí)際機(jī)械特性與線性機(jī)械特性在轉(zhuǎn)矩Te=Tk/2時(shí)的轉(zhuǎn)速偏差Dn與空載轉(zhuǎn)速n0(對(duì)稱(chēng)狀態(tài)時(shí))之比的百分?jǐn)?shù)，定義為機(jī)械特性非線性度。

機(jī)械特性的非線性度

03調(diào)節(jié)特性非線性度kn

　　在額定勵(lì)磁電壓和空載情況下，當(dāng)ae =0.7時(shí)，實(shí)際調(diào)節(jié)特性與線性調(diào)節(jié)特性的轉(zhuǎn)速偏差Dn與ae =1時(shí)的空載轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)定義為調(diào)節(jié)特性非線性度，以上特性的非線性度越小，特性曲線越接近直線，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差就越小，工作就越準(zhǔn)確。

調(diào)節(jié)特性的非線性度

04機(jī)電時(shí)間常數(shù)kn

　　對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)而言，機(jī)電時(shí)間常數(shù)是反映電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

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