交流伺服电机是一种广泛应用于自动化控制系统的电动机。它的特点是具有较高的精度、动态响应快以及能够实现平滑变速等优势,因此在许多工业领域得到了广泛的应用。交流伺服电机根据其结构和特性的不同,可以分为异步型和同步型两大类。
异步型交流伺服电机
异步型交流伺服电机指的是交流感应电机,它是一种常见且普遍使用的交流伺服电机类型。异步型交流伺服电机分为三相电和单相电两种。其中,鼠笼式三相异步电机是最常用的类型。这类电机具有结构简单、重量轻、价格相对较低的特点,通常其重量仅为同容积的直流电机的一半,价格也只有直流电机的三分之一。然而,它也存在一些缺陷,比如不能经济地实现广泛的平滑变速,需要从电网吸收滞后的励磁电流,从而影响电力网功率因素。因此,在一些特定的应用场景中,其受限制的特性可能会成为不利因素。
同步型交流伺服电机
同步型交流伺服电机相较于异步型稍显复杂,但相比直流电机来说,它的结构较为简单。同步型交流伺服电机的定子和电机相同,都配有对称的三相电绕组。不同之处在于转子的构造,它可以分为电磁式和非电磁式两类,而非电磁式又包括磁滞式、永磁式和反应式等多种类型。在这些类型中,永磁式同步电机是应用较广泛的一种。永磁式同步电机的优势在于结构简单、运行可靠、效率较高,但其容积较大且启动特性较差。然而,通过选用高剩感应线圈和高矫顽力的希土类磁石,永磁同步电机可以实现较小的尺寸和较低的转子惯量,使其比同容积的直流电机重量减少了65%,转子惯量甚至只有直流电机的1/5。
与异步型交流伺服电机相比,永磁同步电机采用永磁铁励磁调节器,消除了励磁调节器耗损和相关的杂散损耗,因此效率更高。此外,它不需要像电磁式同步电机那样使用集电环和炭刷,从而使得其机械设备的可靠性与磁感应(异步)电机相似,而功率因素却大大超过了异步电机。由于功率因素的差异,永磁同步电机在相同输出有功功率的情况下,其视在功率要明显小于异步电机,因而在设计选型时需要根据视在功率来确定电机的关键规格。
综上所述,交流伺服电机作为一种高精度、高性能的电动机,具有广泛的应用前景。在不同的场合和需求下,可以选择异步型或同步型交流伺服电机。异步型交流伺服电机结构简单,价格相对较低,适用于一些普通的应用场景。而同步型交流伺服电机则具有高效率、较小体积等优点,适用于需要更高性能和精度的应用领域。随着科技的发展和技术的进步,交流伺服电机在自动化领域将继续发挥重要作用,推动着各行各业向着更加智能化、高效化的方向发展。