作者: 深圳市日弘忠信實業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)表時間:2023-02-20 15:57:47瀏覽量:282【小中大】
松下伺服電機代理—日弘忠信今天給大家講講交流伺服電機由哪些部分組成?交流伺服電機的構(gòu)造與工作原理。單相異步電動機中,專用電機占有很大比例,它們的結(jié)構(gòu)各有特點,形式繁多。就其共性而言,電動機的結(jié)構(gòu)都由固定部分---定子、轉(zhuǎn)動部分----轉(zhuǎn)子、支撐部分---端蓋和軸承等三大部分組成。
交流伺服電機的構(gòu)造與工作原理
交流伺服電機通常都是單相異步電動機,有鼠籠形轉(zhuǎn)子和杯形轉(zhuǎn)子兩種結(jié)構(gòu)形式。與普通電機一樣,交流伺服電機也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子上有兩個繞組,即勵磁繞組和控制繞組,兩個繞組在空間相差90°電角度。固定和保護定子的機座一般用硬鋁或不銹鋼制成。籠型轉(zhuǎn)子交流伺服電機的轉(zhuǎn)子和普通三相籠式電機相同。杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機的結(jié)構(gòu)由外定子,杯形轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子三部分組成。它的外定子和籠型轉(zhuǎn)子交流伺服電機相同,轉(zhuǎn)子則由非磁性導(dǎo)電材料(如銅或鋁)制成空心杯形狀,杯子底部固定在轉(zhuǎn)軸7上??招谋谋诤鼙?小于0.5mm),因此轉(zhuǎn)動慣量很小。內(nèi)定子由硅鋼片疊壓而成,固定在一個端蓋上,內(nèi)定子上沒有繞組,僅作磁路用。電機工作時,內(nèi)﹑外定子都不動,只有杯形轉(zhuǎn)子在內(nèi)、外定子之間的氣隙中轉(zhuǎn)動。對于輸出功率較小的交流伺服電機,常將勵磁繞組和控制繞組分別安放在內(nèi)、外定子鐵心的槽內(nèi)。
電機主要部件包括:1、機座;2、鐵心;3、繞組;4、端蓋;5、軸承;6、離心開關(guān)或起動繼電器和PTC起動器;7、銘牌。
1 機座
機座結(jié)構(gòu)隨電動機冷卻方式、防護型式、安裝方式和用途而異。按其材料分類,有鑄鐵、鑄鋁和鋼板結(jié)構(gòu)等幾種。鑄鐵機座,帶有散熱筋。機座與端蓋聯(lián)接,用螺栓緊固。鑄鋁機座一般不帶有散熱筋。鋼板結(jié)構(gòu)機座,是由厚為1.5-2.5毫米的薄鋼板卷制、焊接而成,再焊上鋼板沖壓件的底腳。有的專用電動機的機座相當(dāng)特殊,如電冰箱的電動機,它通常與壓縮機一起裝在一個密封的罐子里。而洗衣機的電動機,包括甩干機的電動機,均無機座,端蓋直接固定在定子鐵心上。
2 鐵心
鐵心包括定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心,作用與三相異步電動機一樣,是用來構(gòu)成電動機的磁路。
3 繞組
單相異步電動機定子繞組常做成兩相:主繞組(工作繞組)和副繞組(啟動繞組)。兩種繞組的中軸線錯開一定的電角度。目的是為了改善啟動性能和運行性能。定子繞組多采用高強度聚脂漆包線繞制。
轉(zhuǎn)子繞組一般采用籠型繞組。常用鋁壓鑄而成。
4 端蓋
相應(yīng)于不同的機座材料、端蓋也有鑄鐵件、鑄鋁件和鋼板沖壓件。
5 軸承
軸承有滾珠軸承和含油軸承。
6 離心開關(guān)或起動繼電器和PTC起動器
(1)離心開關(guān)
在單相異步電動機中,除了電容運轉(zhuǎn)電動機外,在起動過程中,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速的70%左右時,常借助于離心開關(guān),切除單相電阻起動異步電動機和電容起動異步電動機的起動繞組,或切除電容起動及運轉(zhuǎn)異步電動機的起動電容器。離心開關(guān)一般安裝在軸伸端蓋的內(nèi)側(cè)。
(2)起動繼電器
有些電動機,如電冰箱電動機,由于它與壓縮機組裝在一起,并放在密封的罐子里,不便于安裝離心開關(guān),就用起動繼電器代替。繼電器的吸鐵線圈串聯(lián)在主繞組回路中,起動時,主繞組電流很大,銜鐵動作,使串聯(lián)在副繞組回路中的動合觸點閉合。于是副繞組接通,電動機處于兩相繞組運行狀態(tài)。隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升,主繞組電流不斷下降,吸引線圈的吸力下降。當(dāng)?shù)竭_一定的轉(zhuǎn)速,電磁鐵的吸力小于觸點的反作用彈簧的拉力,觸點被打開,副繞組就脫離電源。
(3)PTC起動器
最新式的啟動元件是“PTC”,它是一種能“通”或“斷”的熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種新型的半導(dǎo)體元件,可用作延時型起動開關(guān)。使用時,將PTC元件與電容起動或電阻起動電機的副繞組串聯(lián)。在起動初期,因PTC熱敏電阻尚未發(fā)熱,阻值很低,副繞組處于通路狀態(tài),電機開始起動。隨著時間的推移,電機的轉(zhuǎn)速不斷增加,PTC元件的溫度因本身的焦耳熱而上升,當(dāng)超過居里點Tc(即電阻急劇增加的溫度點),電阻劇增,副繞組電路相當(dāng)于斷開,但還有一個很小的維持電流,并有2-3瓦的損耗,使PTC元件的溫度維持在居里點Tc值以上。當(dāng)電機停止運行后,PTC元件溫度不斷下降,約2-3分鐘其電阻值降到Tc點以下,這時有可以重新啟動,這一時間正好是電冰箱和空調(diào)機所規(guī)定的兩次開機間的停機時間。
PTC起動器的優(yōu)點:無觸點、運行可靠、無噪無電火花,防火、防爆性能好。且耐振動、耐沖擊、體積小、重量輕、價格低。
7 銘牌
包括:電機名稱、型號、標(biāo)準(zhǔn)編號、制造廠名、出廠編號、額定電壓、額定功率、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、繞組接法、絕緣等級等。
原理
交流伺服電機的工作原理和單相感應(yīng)電動機無本質(zhì)上的差異。但是,交流伺服電機必須具備一個性能,就是能克服交流伺服電機的所謂“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象,即無控制信號時,它不應(yīng)轉(zhuǎn)動,特別是當(dāng)它已在轉(zhuǎn)動時,如果控制信號消失,它應(yīng)能立即停止轉(zhuǎn)動。而普通的感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)動起來以后,如控制信號消失,往往仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動。
當(dāng)電機原來處于靜止?fàn)顟B(tài)時,如控制繞組不加控制電壓,此時只有勵磁繞組通電產(chǎn)生脈動磁場??梢园衙}動磁場看成兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場以同樣的大小和轉(zhuǎn)速,向相反方向旋轉(zhuǎn),所建立的正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場分別切割籠型繞組(或杯形壁)并感應(yīng)出大小相同,相位相反的電動勢和電流(或渦流),這些電流分別與各自的磁場作用產(chǎn)生的力矩也大小相等、方向相反,合成力矩為零,伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不起來。一旦控制系統(tǒng)有偏差信號,控制繞組就要接受與之相對應(yīng)的控制電壓。在一般情況下,電機內(nèi)部產(chǎn)生的磁場是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。一個橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場可以看成是由兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場合成起來的。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場幅值不等(與原橢圓旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同的正轉(zhuǎn)磁場大,與原轉(zhuǎn)向相反的反轉(zhuǎn)磁場小),但以相同的速度,向相反的方向旋轉(zhuǎn)。它們切割轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)的電勢和電流以及產(chǎn)生的電磁力矩也方向相反、大小不等(正轉(zhuǎn)者大,反轉(zhuǎn)者小)合成力矩不為零,所以伺服電機就朝著正轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來,隨著信號的增強,磁場接近圓形,此時正轉(zhuǎn)磁場及其力矩增大,反轉(zhuǎn)磁場及其力矩減小,合成力矩變大,如負載力矩不變,轉(zhuǎn)子的速度就增加。如果改變控制電壓的相位,即移相180o,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反,因而產(chǎn)生的合成力矩方向也相反,伺服電機將反轉(zhuǎn)。若控制信號消失,只有勵磁繞組通入電流,伺服電機產(chǎn)生的磁場將是脈動磁場,轉(zhuǎn)子很快地停下來。
為使交流伺服電機具有控制信號消失,立即停止轉(zhuǎn)動的功能,把它的轉(zhuǎn)子電阻做得特別大,使它的臨界轉(zhuǎn)差率Sk大于1。在電機運行過程中,如果控制信號降為“零”,勵磁電流仍然存在,氣隙中產(chǎn)生一個脈動磁場,此脈動磁場可視為正向旋轉(zhuǎn)磁場和反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成。圖3-13畫出正向及反向旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體后產(chǎn)生的力矩一轉(zhuǎn)速特性曲線,以及它們的合成特性曲線。假設(shè)電動機原來在單一正向旋轉(zhuǎn)磁場的帶動下運行于A點,此時負載力矩是。一旦控制信號消失,氣隙磁場轉(zhuǎn)化為脈動磁場,它可視為正向旋轉(zhuǎn)磁場和反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成,電機即按合成特性曲線3運行。由于轉(zhuǎn)子的慣性,運行點由A點移到B點,此時電動機產(chǎn)生了一個與轉(zhuǎn)子原來轉(zhuǎn)動方向相反的制動力矩。在負載力矩和制動力矩的作用下使轉(zhuǎn)子迅速停止。
必須指出,普通的兩相和三相異步電動機正常情況下都是在對稱狀態(tài)下工作,不對稱運行屬于故障狀態(tài)。而交流伺服電機則可以靠不同程度的不對稱運行來達到控制目的。這是交流伺服電機在運行上與普通異步電動機的根本區(qū)別。
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