Нужна ли сервосистема или нет?

Вы действительно нуждаетесь в сервосистеме? Возможно асинхронный двигатель с устройством обратной cвязи может предложить более эффективное решение для специфических задач? Пристальный взгляд на описание и рабочие характеристики серво и асинхронных двигателей может заставить задуматься.

Сервопривод – это не только двигатель. Это система управления движением с замкнутый контуром, состоящая из контроллера, привода, двигателя и устройства обратной связи, обычно оптического или магнитного инкодера. Замешательство начинается, когда производитель моторов начинает продвигать серводвигатель.

“Двигатель сервосистемы”- синхронная машина с постоянными магнитами (ПМ), представленная щеточным или бесщеточным двигателем с ПМ. Они имеет определенные рабочие характеристики, выделяющие его среди других типов моторов. Синхронный двигатель с постоянным магнитом имеет очень высокий пиковый и непрерывный вращающий моменты, и используется для приведения в движение сервосистемы с высоким ускорением и замедлением в устройствах высокоточного позиционирования. Вращающий момент прямо пропорционален току на входе. Скорость вращения вала электродвигателя напрямую зависит от входного напряжения. Чем выше входное напряжение, тем выше скорость двигателя. Функция вращающий момент-скорость линейна Система постоянных магнитов непосредственно примыкает к воздушному зазору двигателя. В бесщеточной конфигураций двигателя с ПМ, две взаимодействующие магнитные системы, вращающийся ротор (с соединенными постоянными магнитами) и неподвижная обмотка статора, взаимодействуя, создают момент двигателя и вращение. Трехфазное поле статора запитывается последовательно, и ротор с ПМ синхронно следует за вращающимся полем статора Специальное электронное коммутирующее устройство используется для определения положения ротора, и запитки обмоток статора. Бесщеточный двигатель с ПМ имеет ряд преимуществ перед любым другим типом двигателя для систем точного позиционирования, за исключением большинства задач для автомобильной промышленности и систем использующих очень большие двигатели. Бесщеточный двигатель с ПМ является только двигателем сервосистемы в случае использования в системах с обратной связью по моменту, скорости или положению. Асинхронный двигатель имеет аналогичный бесщеточному двигателю статор, и абсолютно другую конструкцию ротора. Ротор асинхронного двигателя с беличьей клеткой состоит из ряда проводящих алюминиевых или медных шин, уложенных в пазы ротора и соединенных накоротко кольцом. Эти короткозамкнутые стержни ротора магнитно взаимодействуют с вращающимся полем статора и индуцируют поле ротора, которое взаимодействует с полем статора, вращая ротор. Существует небольшая разность между синхронным полем статора, медленным полем ротора и фактической скоростью ротора. Эта разность скоростей называется скольжением. Частота тока на входе определяет скорость вращения двигателя. Например, на 60 гц, в зависимости от значения скольжения, двухполюсный двигателя переменного тока без нагрузки вращается с частотой 3600 оборотов в минуту, а четырехполюсный двигателей переменного тока, 1800 оборотов в минуту. С ростом момента на валу, скольжение увеличивается и скорость падает. Асинхронный двигатель переменного тока развивает больший вращающий момента за счет уменьшения скорости, пока нагрузка не приближается к точке пробоя, когда скорость двигателя внезапно понижается до ноля. Особенность работы двигателя переменного тока -небольшой вращающий момент при запуске, поэтому при старте двигателя необходимо снимать нагрузку. Вызванные такой зависимостью момент-скорость ограничения были преодолены созданием в 80-х годах прошлого века инверторного электронного привода. Способность инвертора менять и напряжение и частоту, используя приводы с регулируемой или переменной скоростью, изменила форму кривой момент-скорость, позволив асинхронным двигателей переменного тока стать лидерами при решения задач быстродействия.

Системы управления скоростью и позиционирования сегодня: продолжающееся развитие высокоэффективных приводов привело к тому, что бесщеточный и асинхронный двигатель переменного тока на равных конкурируют в различных областях , однако бесщеточный двигатель продолжает доминировать в системах высокоточного позиционирования. Бесщеточные двигатели с ПМ успешно конкурируют заводских условиях с щеточными двигателями постоянного тока при решении задач регулирования частоты вращения для нагрузок от 1 киловатта (1.37 л.с) и меньше. Как выбрать: асинхронные двигатели переменного тока теперь создаются не только для решений гарантирующих низкую инерционностью и быструю ответную реакцию по ускорением. Они лидируют в большинстве приложений с нагрузкой от 100 ватт до 1 мегаватта. Используйте бесщеточный двигатель с ПМ в сервосистемах позиционирования для нагрузок не более 50 киловатт (67 л.с.). Машины с магнитной индукцией- для систем с постоянной или переменной скоростью. Совместное использование встречается достаточно редко. Двигатели других типов продолжают подавать надежды, но пока без успеха аналогичного всеми признанному асинхронному двигателю переменного тока или многообещающему бесщеточному двигателю с постоянными магнитами.