交流伺服电动机自转现象的避免

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑交流伺服电动机自转现象的避免 沟通伺服电动机就是两相异步电动机，它的定子上有空间相差90°电角度的两相分布绕组，一相为励磁绕组f，一相为掌握绕组K，转子为笼形。电动机工作时，励磁绕组f接单相沟通电压Uf，掌握绕组接掌握信号电压UK，Uf与UK两者同频率。沟通伺服机必需象直流伺服机一样具有伺服性，即掌握信号电压强时，电动机转速高；掌握信号电压弱时，电动机转速低；若掌握信号电压等于零，电动机就应当不转了。为了满意信号电压强时转速高、信号电压弱时转速低这一要求，可以让信号强时电机气隙磁通势接近圆形旋转磁通势，弱时椭圆度大接近脉振磁通势就行。而对于要求信号

2、电压消逝，即UK0后，电动机不转必需采纳相应技术措施才能实现。 我们知道，单相异步电动机定子若只有一相绕组通电时，其机械行性为过点T0，n0)的对称曲线，在其正转电磁转矩特性曲线T+f（s），T+Tm+时的临界转差率sm+1，T-f（s）与T+f（s）对称，因此0nn0 （n0为抱负空载转速，n0n1)，合成转矩T0；而0n-n，合成转矩T0。假如沟通伺服电动机的定子绕组与一般单相异步电动机的一样，那么正在运行的沟通伺服电动机的掌握信号电压一旦变为零，电机就运行于只有励磁绕组相通电的状况下，那么电机还必定在原来的旋转方向上连续旋转，只是转速略有下降，但绝不行能停下来。这种信号电压消逝后电动机仍

3、旧旋转不停的现象称为自转，自转现象破坏了伺服性，明显是要避开的。那么沟通伺服电动机怎样避开单相运行时的自转呢? 可以看下图1中所示的机械特性，这也是只一相绕组通电时的机械持性，其正转电磁转矩特性曲线T+f（s），T+Tm+”时的临界转差率sm+l，T+f（s）与T-f（s）对称。因此电机总的电磁转矩持性Tf（s）具有这样的特点：过零，无起动转矩；0nn1时，T0，是制动性转矩；on- n1时，To，也是制动件转矩。在这种状况下，原来运转的沟通伺服机若掌握信号电压消逝后，由于一相绕组通电运行时的电磁转矩是制动性的，电动机转速将被制动到n0，只要sm+1，就能避开自转现象。 图1 沟通伺服电动机自

4、转现象的避开 实际的沟通伺服电动机，需要正转磁通势(或反转磁通势)单独作用时的sm很大。加大sm的方法是增大转子回路的电阻r2。由于smr2，所以沟通伺服电动机转子电阻相对于一般异步电动机来说是很大的。设计沟通伺服电动机时,当励磁绕组与掌握绕组分别为额定值大小时(对掌握绕组来讲，额定电压指最大的掌握电压)，两绕组产生的磁通势幅值也一样大。沟通伺服电动机运行时，励磁绕组假如接在额定电压上，大小、相位都不变,那么转变掌握绕组所加的电压UK的大小和相位，电动机气隙磁通势则随着信号电压UK的大小和相位而转变，有可能为圆形旋转磁通势，有可能为不同椭圆度的椭圆旋转磁通势，也有可能为脉振磁通势。（ )而由于

5、气隙磁通势的不同，电动机机械特性也相应转变,那么拖动着负载运行的沟通伺服电动机的转速n也就随之变化了。这就是沟通伺服电动机利用掌握信号电压UK的大小和相位的变化，掌握转速随之变化的道理。转变UK的大小与相位即实现对沟通伺服电动机的掌握，掌握方法主要有三种：幅值掌握、相位掌握和幅值相位掌握。1幅值理制由加在掌握绕组上信号电压的幅值大小来掌握沟通伺服电动机转速，这种掌握方式称为幅值掌握。幅值掌握接线如图2所示。励磁绕组f直接接沟通电源。电压大小为额定值。掌握绕组所加的电压为UK，其相位与励磁绕组电压相差90°，如落后90°，UK大小可以转变。UK的大小为UKUKn，UKn为掌握

6、绕组额定电压, 称为有效信号系数，最大值为1。若以UKn为基恒，掌握信号电压UK 的标么值是，即： UK /UKn= UK= 图2 沟通伺服电动机帽值掌握 (a)掌握接线图 (b) Ff最大瞬间 若有效信号系数1,掌握绕组磁通势幅值与励磁绕组磁通势幅值不一样大，而两绕组空间相差90°电角度，所加电压及所通电流时间相差90。电角度，电机总的气隙合成磁通势为椭圆形旋转磁通势，空间磁通势向量图如图2 (b)所示。该图中Ff+与Ff-为励磁绕组脉振磁通势Ff分解成的两个正、反旋转磁通势；FK+与FK-为掌握绕组脉振磁通势FK分解成的两个正、反旋转磁通势；电机内正转磁通势为F+Ff+FK+，反

7、转磁通势F-Ff-+FK-，这是最一般的状况。当=1时，FfFK，F+2 Ff+，F-0。气隙磁通势FF+，为圆磁通势；当=0时，FK0，气隙磁通势FFf+为脉振磁通，F+F-Ff/2；而01时，气隙中F+Ff+FK+，F-Ff-+FK-，为椭圆磁通势。值越小，椭圆度越大，越接近脉振磁通势。 采纳分析单相异步电动机两相绕组通电时的同样方法，正转磁通势与反转磁通势分别产生电磁转矩T+与T-，总的电磁转矩TT+T-。最终可以得出有效信号系数为不同值时相应的机械待性，如图3(a)所示。该图中，电磁转矩与转 速都采纳标么值,转 矩的基值是1圆形磁通势时电机的起动转矩，转速的基值是同步转速n1。机械特性

8、不是直线。从图1-35所示的机械特性看出，有效信号系 数1时，气隙磁通势为圆磁通势，F-0，T-0，在肯定的转速下电磁转矩TT+最大。1时，正转磁通势F+减小，T+减小反转磁通势F-消失，T-0，在肯定转速下电磁转矩T= T+ T-，比1时小。而0,正转磁通势F+与反转磁通势F-大小相等，机械特性Tf(s)如图1=33所示。在图l-35(a)中则过原点不在第象限内。同时还可以看出，1时，抱负空载转速为同步转速n0；而1时，由于T-存在，使得抱负空载转速小于n0，道理与单相异步电动机相同。越小，抱负空载转速越低。机械特性中，在01整个范围内，起动转矩的标么值TS。 沟通伺服电动机幅值掌握时的调整

9、特性也可以从机械特性得到的，如图3(b)所示。幅值掌握时调整特性也不是直线，只在n较小时近似为直线。为了尽量使沟通伺服电动机调整特性用在n较小的区域，以保证伺服系统的动态误差较小，很多沟通伺服电动机采纳频率为400Hz的沟通电源，提高它的同步转速n0。与直流伺服电动机相像，调整特性与横抽交点的有效信号系数的值为始动电压的标么值，转矩大时，始动电压高，始动电压与转矩二者标么值的数值相等。 (a)机械特性 (b) 调整特性 图3 幅值掌握时的机械特性与调整特性沟通伺服电动机输出功率P2T2T，在肯定的掌握信号电压下，若转速很低，由于很小，输出功率P2也很小；若转速接近于抱负空载转速时，由于T很小，

10、输出功率也很小。越大，输出的功率也越大。沟通伺服电动机的额定功率通常规定为当1时的最大输出功率，此时相应的转速则为额定转速，相应的输出转矩则为额定转矩，与一般电动机的规定方法是不一样的。2相位掌握由加在掌握绕组上的信号电压的相位来掌握沟通伺服电动机转速的掌握方式称为相位掌握。相位掌握接线如图4所示。励磁绕组接在沟通电源上，大小为额定电压，掌握绕组所加信号电压的大小为额定值，但是相位可以转变。Uf与Uk是同频率的，二者相位差为，090°，例如Uk落后于Uf。这样sin0 1，sin称为相位掌握的信号系数。 图4相位掌握 图5 幅值-相位掌握 3幅值-相位掌握沟通伺服电动机幅值-相位掌握接线如图5所示。励磁绕组外边串电容器后再接沟通电源，掌握电压为Uk，Uk与电源电压同频率、同相位