A yardımcı motor esas olarak elektrik girişini mekanik ivmeye dönüştürmek için kullanılan bir döner aktüatör gibi davranır. Bu motor, motorun hızını ve son konumunu kontrol etmek için konum geri bildiriminin kullanıldığı her yerde servo mekanizmaya dayalı olarak çalışır. Servo motorlar, uygulanan girdiye göre döner ve belirli bir açı alır. Servo motorların boyutları küçüktür ancak enerji açısından oldukça verimlidirler. Bu motorlar ac servo motor ve dc servo motor olarak iki tipte sınıflandırılır, ancak bu iki motor arasındaki temel fark, kullanılan güç kaynağıdır. performansı bir dc servo motor esas olarak yalnızca gerilime bağlıdır, oysa bir AC servo motor hem gerilime hem de frekansa bağlıdır. Bu makalede, servo motor türlerinden biri ele alınmaktadır - bir AC servo motor – uygulamalarla çalışmak.
AC Servo Motor Nedir?
Kesin açısal hız biçiminde AC elektrik girişini kullanarak mekanik çıkış üreten bir servo motor tipine AC servo motor denir. Bu servo motordan elde edilen çıkış gücü esas olarak watt ile birkaç 100 watt arasında değişir. AC servo motorun çalışma frekansı 50 ila 400 Hz arasındadır. AC servo motor şeması aşağıda gösterilmiştir.
AC servo motorların başlıca özellikleri arasında; bunlar daha az ağırlıklı cihazlardır, çalışma içinde kararlılık ve güvenilirlik sağlar, çalışma sırasında gürültü oluşmaz, lineer tork-hız özellikleri sağlar ve kayma halkaları ve fırçalar olmadığında bakım maliyetlerini düşürür.
hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen bu bağlantıya bakın AC Servo Motor Çeşitleri
AC Servo Motor Yapısı
Genel olarak, bir AC servo motor iki fazlı bir asenkron motordur. Bu motor, bir stator ve bir rotor normal bir endüksiyon motoru gibi. Genel olarak, bu servo motorun statoru lamine bir yapıya sahiptir. Bu stator, uzayda 90 derece aralıklı yerleştirilmiş iki sargı içerir. Bu faz değişimi nedeniyle, bir döner manyetik alan üretilir.
Birinci sargı, ana sargı olarak bilinir veya sabit faz veya referans sargısı olarak da bilinir. Burada, ana sargı sabit voltaj besleme kaynağından aktive edilirken, kontrol sargısı veya kontrol fazı gibi diğer sargı, değişken kontrol voltajı tarafından aktive edilir. Bu kontrol voltajı basitçe bir servo yükselticiden sağlanır.
Genel olarak, rotor iki tip sincap kafesli tip ve sürükleme kabı tipinde mevcuttur. Bu motorda kullanılan rotor, yuvalara sabitlenmiş ve uç halkaları boyunca kısa devre yapılmış alüminyum çubuklar içeren normal kafes tipi bir rotordur. Maksimum akı bağlantısı için hava boşluğu minimumda tutulur. Sürükleme kabı gibi diğer tip rotor, esas olarak dönen sistemin ataletinin düşük olduğu yerlerde kullanılır. Dolayısıyla bu, güç tüketimini azaltmaya yardımcı olur.
AC Servomotorun Çalışma Prensibi
AC servo motorun çalışma prensibi; ilk olarak, servo motorun yolverici ana sargısında sabit bir ac voltaj verilir ve kontrol sargısı boyunca kontrol transformatörüne basit bir şekilde başka bir stator terminali bağlanır. Uygulanan referans voltajı nedeniyle, senkron jeneratörün şaftı belirli bir hızda dönecek ve belirli bir açısal konum elde edecektir.
Ek olarak, kontrol transformatörünün şaftı, senkro jeneratör şaftının açısal noktasıyla karşılaştırılan belirli bir açısal konuma sahiptir. Böylece iki açısal konum karşılaştırması hata sinyalini sağlayacaktır. Daha özel olarak, hata sinyalini üreten eşdeğer şaft konumları için voltaj seviyeleri değerlendirilir. Böylece bu hata sinyali, kontrol trafosundaki mevcut gerilim seviyesi ile haberleşir. Bundan sonra, bu sinyal servo yükselticiye verilir, böylece eşit olmayan kontrol voltajı üretir.
Uygulanan bu voltajla, rotor yine belirli bir hıza ulaşır, devri başlatır ve hata sinyali değeri sıfıra ulaşana kadar devam eder, böylece motorun AC servo motorlar içinde tercih edilen konumu elde edilir.
AC Servo Motorun Transfer Fonksiyonu
AC servo motorun transfer fonksiyonu, çıkış değişkeninin L.T'sinin (Laplace Dönüşümü) giriş değişkeninin L.T'sine (Laplace Dönüşümü) oranı olarak tanımlanabilir. Yani sistemin o/p'den i/p'ye kadar olan diferansiyel denklemini ifade eden matematiksel modeldir.
Eğer T.F. (transfer fonksiyonu) biliniyorsa, sistemin doğasını tanımak için farklı giriş türleri için çıkış yanıtı hesaplanabilir. Benzer şekilde, transfer fonksiyonu (T.F) bilinmiyorsa, bilinen girdileri cihaza uygulayarak ve sistemin çıktısını inceleyerek deneysel olarak bulunabilir.
AC servo motor iki fazlı bir asenkron motordur, yani kontrol sargısı (ana alan sargısı) ve referans sargısı (canlandırıcı sargı) gibi iki sargısı vardır.
Bu yüzden ac servo motorun transfer fonksiyonunu, yani θ(s)/ec(s) bulmamız gerekiyor. Burada 'θ(s)/' sistemin çıktısı, ex(s) ise sistemin girdisidir.
Motorun transfer fonksiyonunu bulmak için, motor 'Tm' tarafından geliştirilen torku ve 'Tl' yükü tarafından geliştirilen torku bulmamız gerekir. Denge koşulunu aşağıdaki gibi eşitlersek
Tm = Tl, o zaman transfer fonksiyonunu elde edebiliriz.
Let, Tm = motor tarafından geliştirilen tork.
Tl = yük tarafından geliştirilen tork veya yük torku.
'θ' = açısal yer değiştirme.
'ω' = d θ/dt = açısal hız.
'J' = yükün atalet momenti.
'B', yükün göstergesidir.
Burada dikkate alınması gereken iki sabit, K1 ve K2'dir.
'K1', kontrol fazı geriliminin tork özelliklerine göre eğimidir.
'K2', hız tork özelliklerinin eğimidir.
Burada, motor tarafından geliştirilen tork basitçe şu şekilde gösterilir:
Tm = K1ec- K2 dθ/dt —–(1)
Yük torku (TL), tork denge denklemi dikkate alınarak modellenebilir.
Uygulanan tork = J,B nedeniyle karşıt tork
Tl = TJ + TB = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B —–(2)
Denge koşulunun Tm = Tl olduğunu biliyoruz.
K1ec- K2 dθ/dt = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B
Laplace dönüşümü denklemini yukarıdaki denkleme uygulayın
K1Ec(ler) – K2 S θ(S) = J S^2θ (S) + B S θ(S)
K1Ec(s) = JS^2θ (S) + BSθ(S)+ K2S θ(S)
K1Ec(s) = θ (S)[J S^2 + BS + K2S]
T.F = θ (S)Ec(s) = K1/ J S^2 + BS + K2S
= K1/ S [B + JS + K2]
= K1/ S [B + K2 + JS]
= K1/ S (B + K2) [1 + (J/ B + K2) *S]
T.F = θ (S)Ec(s) = K1/(B + K2) / S[1 + (J/ B + K2) *S]
T.F = Km / S[1 + (J/ B + K2) *S] => Km / S(1 + STm)] = θ (S)Ec(s)
T.F = Km / S(1 + STm)] = θ (S)Ec(s)
Burada, Km = K1/ B + K2 = motor kazanç sabiti.
Tm = J/ B + K2 = motor zaman sabiti.
AC Servo Motor Hız Kontrol Yöntemleri
Genel olarak servo motorlar konum kontrolü, tork kontrolü ve hız kontrolü gibi üç kontrol yöntemine sahiptir.
Konum kontrol yöntemi, harici giriş frekans sinyalleri boyunca dönme hızının boyutunu belirlemek için kullanılır. Dönme açısı no ile belirlenir. darbe sayısı. Bir servo motorun konumu ve hızı doğrudan iletişim yoluyla atanabilir. Yöntemin konumu, konum ve hız üzerinde son derece sıkı kontrole sahip olabileceğinden, normalde konumlandırma uygulamasında kullanılır.
Tork kontrol yönteminde servo motorun çıkış momenti adresteki analog giriş ile ayarlanır. Sadece analogu gerçek zamanlı olarak değiştirerek torku değiştirebilir. Ayrıca iletişim yoluyla ilgili adresteki değeri de değiştirebilir.
Hız kontrol modunda, motor hızı analog giriş ve darbe ile kontrol edilebilir. Hassasiyet gereksinimleri varsa ve çok fazla tork endişesi yoksa, hız modu daha iyidir.
AC Servo Motorun Özellikleri
Bir ac servo motorun tork hızı özellikleri aşağıda gösterilmiştir. Aşağıdaki özelliklerde, tork hızla değişir, ancak doğrusal olarak değişmez çünkü esas olarak reaktansın (X) oranına bağlıdır. direnç (R). Bu oranın düşük değeri, motorun yüksek dirence ve düşük reaktansa sahip olduğunu içerir; bu tür durumlarda motor özellikleri, reaktans (X) dirence (R) yönelik yüksek oran değerinden daha doğrusaldır.
Avantajlar
AC servo motorların avantajları aşağıdakileri içerir.
- Bu motorun hız kontrol özellikleri iyidir.
- Daha az ısı üretirler.
- Yüksek verimlilik, ağırlık başına daha fazla tork, güvenilirlik ve azaltılmış RF gürültüsü sunarlar.
- Daha az bakıma ihtiyaç duyarlar.
- Bir komütatörün yokluğunda daha uzun bir ömre sahiptirler.
- Bu motorlar, endüstriyel makinelerde daha yüksek akım dalgalanmalarını kaldırabilir.
- Yüksek hızlarda daha sabit tork sunarlar.
- Bunlar oldukça güvenilirdir.
- Yüksek hızlı performans sağlarlar.
- Bunlar kararsız yük uygulamaları için çok uygundur.
AC servo motorların dezavantajları aşağıdakileri içerir.
- AC servo motor kontrolü daha zordur.
- Bu motorlar sürekli aşırı yük ile bozulabilir.
- Dişli kutuları, gücü yüksek hızlarda iletmek için sıklıkla gereklidir.
Uygulamalar
AC servo motorların uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- AC servo motorlar, konum düzenlemesinin önemli olduğu ve genellikle yarı iletken cihazlarda, robotlarda, uçaklarda ve takım tezgahlarında bulunan yerlerde uygulanabilir.
- Bu motorlar bilgisayarlarda ve konum kontrol cihazlarında olduğu gibi servomekanizma üzerinde çalışan cihazlarda kullanılmaktadır.
- AC servo motor takım tezgahlarında, robotik makinelerde ve takip sistemlerinde kullanılır.
- Bu servo motorlar, verimlilikleri ve çok yönlülükleri nedeniyle çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır.
- AC servo motor, su ısıtıcıları, fırınlar, pompalar, Arazi araçları, bahçe ekipmanları vb. gibi en yaygın makine ve cihazlarda kullanılır.
- Evin çevresinde her gün kullanılan aletlerin ve aletlerin çoğu AC servo motorlar tarafından güçle çalıştırılır.
Dolayısıyla, bu ac'ye genel bir bakıştır. servo motorlar – çalışıyor uygulamalarla. Bu motorlar, servomekanizma üzerinde çalışan enstrümanlar ve ayrıca takım tezgahları, takip sistemleri ve robotik gibi birçok uygulamada kullanılmaktadır. İşte size bir soru, endüksiyon motoru nedir?
