A servomotor bertindak seperti penggerak berputar yang digunakan terutamanya untuk menukar input elektrik kepada pecutan mekanikal. Motor ini berfungsi berdasarkan servomechanism di mana sahaja maklum balas kedudukan digunakan untuk mengawal kelajuan & lokasi akhir motor. Motor servo berputar & mendapat sudut tertentu berdasarkan input yang digunakan. Motor servo bersaiz kecil tetapi ia sangat cekap tenaga. Motor ini dikelaskan kepada dua jenis seperti ac servomotor & dc servomotor tetapi perbezaan utama antara kedua-dua motor ini adalah sumber kuasa yang digunakan. Prestasi a Motor servo DC terutamanya bergantung kepada voltan sahaja manakala motor servo AC bergantung kepada kedua-dua voltan & kekerapan. Artikel ini membincangkan salah satu jenis motor servo – an Motor servo AC – bekerja dengan aplikasi.
Apakah Motor Servo AC?
Sejenis motor servo yang menjana keluaran mekanikal dengan menggunakan input elektrik AC dalam bentuk halaju sudut yang tepat dipanggil motor servo AC. Kuasa keluaran yang diperoleh daripada motor servo ini terutamanya berkisar antara watt hingga beberapa 100 watt. Kekerapan operasi motor servo ac berjulat dari 50 hingga 400 Hz. Gambar rajah motor servo AC ditunjukkan di bawah.
Ciri-ciri utama motor servo ac terutamanya termasuk; ini adalah peranti berat yang lebih sedikit, memberikan kestabilan dan kebolehpercayaan dalam operasi, hingar tidak dihasilkan semasa beroperasi, memberikan ciri kelajuan tork linear, dan mengurangkan kos penyelenggaraan apabila gelang gelincir & berus tidak hadir.
Sila rujuk pautan ini untuk mengetahui lebih lanjut Jenis Motor Servo AC
Pembinaan Motor Servo AC
Secara amnya, motor servo AC ialah motor aruhan dua fasa. Motor ini dibina dengan menggunakan stator dan a pemutar seperti motor aruhan biasa. Secara amnya, stator motor servo ini mempunyai struktur berlamina. Stator ini termasuk dua belitan yang diletakkan 90 darjah di ruang angkasa. Kerana variasi fasa ini, medan magnet berputar dijana.
Belitan pertama dikenali sebagai belitan utama atau juga dikenali sebagai belitan fasa tetap atau reference winding. Di sini, belitan utama diaktifkan daripada sumber bekalan voltan malar manakala belitan lain seperti belitan kawalan atau fasa kawalan diaktifkan oleh voltan kawalan berubah. Voltan kawalan ini hanya dibekalkan daripada penguat servo.
Secara amnya, rotor boleh didapati dalam dua jenis jenis sangkar tupai & jenis cawan seret. Pemutar yang digunakan dalam motor ini ialah pemutar jenis sangkar biasa termasuk bar aluminium yang dipasang dalam slot & litar pintas melalui gelang hujung. Jurang udara dikekalkan minimum untuk pemautan fluks maksimum. Jenis rotor lain seperti cawan seret digunakan terutamanya di mana inersia sistem berputar menjadi rendah. Jadi ini membantu dalam mengurangkan penggunaan kuasa.
Prinsip Kerja Motor Servo AC
Prinsip kerja motor servo ac ialah; pertama, voltan ac malar diberikan pada belitan utama pemula motor servo dan terminal pemegun lain disambungkan hanya kepada pengubah kawalan sepanjang belitan kawalan. Kerana voltan rujukan yang digunakan, aci penjana segerak akan berputar pada kelajuan tertentu & memperoleh kedudukan sudut tertentu.
Di samping itu, aci pengubah kawalan mempunyai kedudukan sudut tertentu yang dibandingkan dengan titik sudut aci penjana segerak. Jadi perbandingan dua kedudukan sudut akan memberikan isyarat ralat. Lebih khusus lagi, tahap voltan untuk kedudukan aci setara dinilai yang menghasilkan isyarat ralat. Jadi isyarat ralat ini berkomunikasi dengan paras voltan semasa pada pengubah kawalan. Selepas itu, isyarat ini diberikan kepada penguat servo supaya ia menghasilkan voltan kawalan yang tidak sekata.
Dengan voltan yang digunakan ini, sekali lagi pemutar mencapai kelajuan tertentu, memulakan revolusi & mengekalkan sehingga nilai isyarat ralat mencapai sifar supaya mencapai kedudukan pilihan motor dalam servomotor AC.
Fungsi Pemindahan Motor Servo AC
Fungsi pemindahan motor servo ac boleh ditakrifkan sebagai nisbah L.T (Ubah Laplace) pembolehubah keluaran kepada L.T (Ubah Laplace) pembolehubah input. Jadi model matematiklah yang menyatakan persamaan pembezaan yang memberitahu o/p kepada i/p sistem.
Jika T.F. (fungsi pemindahan) mana-mana sistem diketahui, maka tindak balas output boleh dikira untuk jenis input yang berbeza untuk mengenali sifat sistem. Begitu juga, jika fungsi pemindahan (T.F) tidak diketahui, maka ia boleh didapati secara eksperimen dengan hanya menggunakan input yang diketahui pada peranti & mengkaji output sistem.
Motor servo AC ialah motor aruhan dua fasa yang bermaksud ia mempunyai dua belitan seperti belitan kawalan (belitan medan utama) dan belitan rujukan (belitan menggembirakan).
Jadi kita perlu mengetahui fungsi pemindahan motor servo ac iaitu, θ(s)/ec(s). Di sini 'θ(s)/' ialah output sistem manakala ex(s) ialah input sistem.
Untuk mengetahui fungsi pemindahan motor, kita perlu mengetahui apakah daya kilas yang dihasilkan oleh motor 'Tm' dan daya kilas yang dihasilkan oleh beban 'Tl'. Jika kita samakan keadaan keseimbangan seperti
Tm = Tl, maka kita boleh mendapatkan fungsi pemindahan.
Biarkan, Tm = tork yang dihasilkan oleh motor.
Tl = tork yang dihasilkan oleh beban atau tork beban.
‘θ’ = anjakan sudut.
'ω' = d θ/dt = halaju sudut.
‘J’ = momen inersia beban.
'B' ialah titik pemuka beban.
Di sini dua pemalar yang perlu dipertimbangkan ialah K1 & K2.
'K1' ialah cerun voltan fasa kawalan vs ciri tork.
'K2' ialah kecerunan ciri tork kelajuan.
Di sini, tork yang dibangunkan oleh motor hanya dilambangkan dengan
Tm = K1ec- K2 dθ/dt —–(1)
Tork beban (TL) boleh dimodelkan dengan mempertimbangkan persamaan keseimbangan tork.
Tork gunaan = daya kilas lawan disebabkan oleh J,B
Tl = TJ + TB = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B —–(2)
Kita tahu bahawa keadaan keseimbangan Tm = Tl.
K1ec- K2 dθ/dt = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B
Gunakan persamaan transformasi Laplace kepada persamaan di atas
K1Ec(s) – 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)
Di mana, Km = K1/ B + K2 = pemalar keuntungan motor.
Tm = J/ B + K2 = pemalar masa motor.
Kaedah Kawalan Kelajuan Motor Servo AC
Secara amnya, servo motor mempunyai tiga kaedah kawalan seperti kawalan kedudukan, kawalan tork & kawalan kelajuan.
Kaedah kawalan kedudukan digunakan untuk menentukan saiz kelajuan putaran sepanjang isyarat frekuensi input luaran. Sudut revolusi ditentukan oleh no. daripada nadi. Kedudukan dan halaju motor servo boleh ditetapkan secara langsung melalui komunikasi. Oleh kerana kedudukan kaedah boleh mempunyai kawalan yang sangat ketat ke atas kedudukan & kelajuan maka ia biasanya digunakan dalam aplikasi kedudukan.
Dalam kaedah kawalan tork, tork keluaran motor servo ditetapkan oleh input analog di alamat. Ia boleh menukar tork dengan hanya menukar analog dalam masa nyata. Selain itu, ia juga boleh menukar nilai pada alamat relatif melalui komunikasi.
Dalam mod kawalan kelajuan, kelajuan motor boleh dikawal oleh input & nadi analog. Jika terdapat keperluan ketepatan & tiada kebimbangan tentang tork yang terlalu tinggi maka mod kelajuan adalah lebih baik.
Ciri-ciri Motor Servo AC
Ciri-ciri kelajuan tork motor servo ac ditunjukkan di bawah. Dalam ciri-ciri berikut, tork berubah mengikut kelajuan tetapi tidak secara linear kerana ia bergantung terutamanya pada nisbah reaktans (X) kepada rintangan (R). Nilai rendah nisbah ini melibatkan bahawa motor mempunyai rintangan tinggi & reaktans rendah, dalam kes sedemikian, ciri-ciri motor adalah lebih linear daripada nilai nisbah tinggi untuk reaktans (X) kepada rintangan (R).
Kelebihan
Kelebihan motor servo AC termasuk yang berikut.
- Ciri-ciri kawalan kelajuan motor ini adalah baik.
- Mereka menghasilkan kurang jumlah haba.
- Mereka menawarkan kecekapan tinggi, lebih tork setiap berat, kebolehpercayaan & mengurangkan bunyi RF.
- Mereka memerlukan kurang penyelenggaraan.
- Mereka mempunyai jangka hayat yang lebih lama dalam ketiadaan komutator.
- Motor ini mampu mengendalikan lonjakan arus yang lebih tinggi dalam jentera perindustrian.
- Pada kelajuan tinggi, mereka menawarkan tork yang lebih malar.
- Ini sangat boleh dipercayai.
- Mereka menyediakan prestasi berkelajuan tinggi.
- Ini sangat sesuai untuk aplikasi beban yang tidak stabil.
Kelemahan motor servo AC termasuk yang berikut.
- Kawalan motor servo AC lebih sukar.
- Motor ini boleh dipecahkan oleh beban berlebihan yang berterusan.
- Kotak gear sering diperlukan untuk menghantar kuasa pada kelajuan tinggi.
Aplikasi
Aplikasi motor servo AC termasuk yang berikut.
- Motor servo AC boleh digunakan di mana peraturan kedudukan adalah penting & biasanya ditemui dalam peranti semikonduktor, robot, pesawat & alatan mesin.
- Motor ini digunakan dalam instrumen yang beroperasi pada servomechanism seperti dalam komputer & peranti kawalan kedudukan.
- Motor servo AC digunakan dalam alatan mesin, mesin robotik & sistem pengesanan.
- Motor servo ini digunakan dalam pelbagai industri kerana kecekapan & serba bolehnya.
- Motor servo AC digunakan dalam kebanyakan mesin & peralatan biasa seperti pemanas air, ketuhar, pam, kenderaan luar jalan, peralatan di taman, dsb.
- Kebanyakan perkakas & alatan yang digunakan setiap hari di sekeliling rumah dipacu kuasa oleh motor servo AC.
Oleh itu, ini ialah gambaran keseluruhan ac motor servo – berfungsi dengan aplikasi. Motor ini digunakan dalam banyak aplikasi seperti instrumen yang beroperasi pada servomechanism dan juga alatan mesin, sistem pengesanan & robotik. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah itu motor aruhan?
