A servomotor gumaganap tulad ng isang rotary actuator na pangunahing ginagamit upang baguhin ang electrical input sa mechanical acceleration. Gumagana ang motor na ito batay sa servomechanism saanman ginagamit ang feedback sa posisyon para sa pagkontrol sa bilis at sa huling lokasyon ng motor. Ang mga servo motor ay umiikot at nakakakuha ng isang tiyak na anggulo batay sa inilapat na input. Ang mga servo motor ay maliit sa laki ngunit napakatipid sa enerhiya. Ang mga motor na ito ay inuri sa dalawang uri tulad ng ac servomotor at dc servomotor ngunit ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang motor na ito ay ang pinagmumulan ng kapangyarihan na ginamit. Ang pagganap ng a DC servo motor higit sa lahat ay nakasalalay sa boltahe lamang samantalang ang isang AC servo motor ay nakasalalay sa parehong boltahe at dalas. Tinatalakay ng artikulong ito ang isa sa mga uri ng servo motors - isang AC servo motor – nagtatrabaho sa mga aplikasyon.
Ano ang AC Servo Motor?
Ang isang uri ng servomotor na bumubuo ng mekanikal na output sa pamamagitan ng paggamit ng AC electrical input sa tumpak na angular velocity form ay tinatawag na AC servo motor. Ang output power na nakuha mula sa servomotor na ito ay higit sa lahat ay mula sa watts hanggang sa ilang 100 watts. Ang dalas ng pagpapatakbo ng ac servo motor ay mula 50 hanggang 400 Hz. Ang AC servo motor diagram ay ipinapakita sa ibaba.
Ang mga pangunahing tampok ng ac servo motor ay pangunahing kasama; ang mga ito ay mas kaunting timbang na mga device, na nagbibigay ng katatagan at pagiging maaasahan sa loob ng operasyon, hindi nabubuo ang ingay habang tumatakbo, nagbibigay ng mga linear na katangian ng bilis ng torque, at nabawasan ang mga gastos sa pagpapanatili kapag wala ang mga slip ring at brush.
Mangyaring sumangguni sa link na ito upang malaman ang higit pa tungkol sa Mga Uri ng AC Servo Motor
Konstruksyon ng AC Servo Motor
Sa pangkalahatan, ang AC servo motor ay isang two-phase induction motor. Ang motor na ito ay itinayo sa pamamagitan ng paggamit ng isang stator at a rotor parang normal na induction motor. Sa pangkalahatan, ang stator ng servo motor na ito ay may nakalamina na istraktura. Kasama sa stator na ito ang dalawang paikot-ikot na 90 degrees ang pagitan sa espasyo. Dahil sa pagkakaiba-iba ng phase na ito, nabuo ang isang rotary magnetic field.
Ang unang winding ay kilala bilang pangunahing winding o kilala rin bilang fixed phase o reference winding. Dito, ang pangunahing paikot-ikot ay isinaaktibo mula sa patuloy na pinagmumulan ng supply ng boltahe samantalang ang iba pang paikot-ikot tulad ng control winding o control phase ay isinaaktibo ng variable control voltage. Ang control boltahe na ito ay ibinibigay lamang mula sa isang servo amplifier.
Sa pangkalahatan, ang rotor ay magagamit sa dalawang uri ng squirrel cage type at drag cup type. Ang rotor na ginamit sa motor na ito ay isang normal na cage-type na rotor kasama ang mga aluminum bar na nakapirmi sa mga slot at short-circuited sa mga end ring. Ang air gap ay pinananatiling minimum para sa maximum na flux linking. Ang iba pang uri ng rotor tulad ng isang drag cup ay pangunahing ginagamit kung saan ang inertia ng umiikot na sistema ay nagiging mababa. Kaya nakakatulong ito sa pagbabawas ng pagkonsumo ng kuryente.
Prinsipyo ng Paggawa ng AC Servomotor
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng ac servo motor ay; una, ang isang pare-parehong boltahe ng ac ay ibinibigay sa pangunahing paikot-ikot ng startor ng servomotor at ang isa pang terminal ng stator ay konektado lamang sa control transformer sa buong control winding. Dahil sa inilapat na boltahe ng sanggunian, ang shaft ng kasabay na generator ay iikot sa isang tiyak na bilis at makakakuha ng isang tiyak na posisyong angular.
Bilang karagdagan, ang baras ng control transpormer ay may isang tiyak na angular na posisyon na inihambing sa angular na punto ng baras ng synchro generator. Kaya ang paghahambing ng dalawang angular na posisyon ay magbibigay ng signal ng error. Higit na partikular, ang mga antas ng boltahe para sa mga katumbas na posisyon ng baras ay sinusuri na gumagawa ng signal ng error. Kaya ang error signal na ito ay nakikipag-ugnayan sa kasalukuyang antas ng boltahe sa control transpormer. Pagkatapos nito, ang signal na ito ay ibinibigay sa servo amplifier upang makabuo ito ng hindi pantay na boltahe ng kontrol.
Sa pamamagitan ng inilapat na boltahe, muli ang rotor ay nakakamit ng isang tiyak na bilis, nagsisimula ng rebolusyon at nagpapanatili hanggang ang halaga ng signal ng error ay umabot sa zero upang makuha ang gustong posisyon ng motor sa loob ng AC servomotors.
Paglipat ng Function ng AC Servo Motor
Ang transfer function ng ac servo motor ay maaaring tukuyin bilang ang ratio ng L.T (Laplace Transform) ng output variable sa L.T (Laplace Transform) ng input variable. Kaya ito ay ang matematikal na modelo na nagpapahayag ng differential equation na nagsasabi ng o/p sa i/p ng system.
Kung ang T.F. (transfer function) ng anumang system ay kilala, pagkatapos ay ang output response ay maaaring kalkulahin para sa iba't ibang uri ng mga input upang makilala ang kalikasan ng system. Katulad nito, kung ang transfer function (T.F) ay hindi alam, maaari itong makita sa pamamagitan ng eksperimento sa pamamagitan lamang ng paglalapat ng mga kilalang input sa device at pag-aaral sa output ng system.
Ang AC servo motor ay isang two-phase induction motor na nangangahulugang mayroon itong dalawang windings tulad ng control winding (pangunahing field winding) at reference winding (exhilarating winding).
Kaya kailangan nating malaman ang transfer function ng ac servo motor i.e, θ(s)/ec(s). Dito ang 'θ(s)/' ay ang output ng system samantalang ang ex(s) ay ang input ng system.
Upang malaman ang transfer function ng motor, kailangan nating malaman kung ano ang torque na binuo ng motor 'Tm' at ang torque na binuo ng load 'Tl'. Kung equate natin ang equilibrium condition like
Tm = Tl, pagkatapos ay makukuha natin ang function ng paglipat.
Hayaan, Tm = metalikang kuwintas na binuo ng motor.
Tl = metalikang kuwintas na binuo ng load o load torque.
'θ' = angular displacement.
'ω' = d θ/dt = angular velocity.
'J' = moment of inertia ng load.
Ang 'B' ay ang dashpot ng load.
Narito ang dalawang constant na isasaalang-alang ay ang K1 at K2.
Ang 'K1' ay ang slope ng control phase voltage kumpara sa mga katangian ng torque.
Ang 'K2' ay ang slope ng mga katangian ng bilis ng metalikang kuwintas.
Dito, ang metalikang kuwintas na binuo ng motor ay ipinapahiwatig lamang ng
Tm = K1ec- K2 dθ/dt —–(1)
Ang load torque (TL) ay maaaring imodelo sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa torque balance equation.
Inilapat na torque = magkasalungat na torque dahil sa J,B
Tl = TJ + TB = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B —–(2)
Alam natin na ang kondisyon ng ekwilibriyo Tm = Tl.
K1ec- K2 dθ/dt = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B
Ilapat ang Laplace transform equation sa equation sa itaas
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)
Kung saan, Km = K1/ B + K2 = pare-pareho ang nakuha ng motor.
Tm = J/ B + K2 = pare-pareho ang oras ng motor.
Mga Paraan ng Pagkontrol sa Bilis ng AC Servo Motor
Sa pangkalahatan, servo mga motor may tatlong paraan ng kontrol tulad ng kontrol sa posisyon, kontrol ng metalikang kuwintas at kontrol sa bilis.
Ang paraan ng pagkontrol sa posisyon ay ginagamit upang matukoy ang laki ng bilis ng pag-ikot sa mga panlabas na signal ng dalas ng input. Ang anggulo ng rebolusyon ay tinutukoy ng no. ng mga pulso. Ang posisyon at bilis ng isang servo motor ay maaaring direktang italaga sa pamamagitan ng komunikasyon. Dahil ang posisyon ng pamamaraan ay maaaring magkaroon ng lubos na mahigpit na kontrol sa posisyon at bilis kung gayon ito ay karaniwang ginagamit sa loob ng application ng pagpoposisyon.
Sa paraan ng kontrol ng torque, ang output torque ng servo motor ay itinakda ng analog input sa address. Maaari nitong baguhin ang metalikang kuwintas sa pamamagitan lamang ng pagpapalit ng analog sa real time. Bilang karagdagan, maaari din nitong baguhin ang halaga sa kamag-anak na address sa pamamagitan ng komunikasyon.
Sa speed control mode, ang bilis ng motor ay maaaring kontrolin ng analog input at pulse. Kung mayroong mga kinakailangan sa katumpakan at walang pag-aalala tungkol sa napakaraming metalikang kuwintas kung gayon ang mode ng bilis ay mas mahusay.
Mga Katangian ng AC Servo Motor
Ang mga katangian ng torque speed ng isang ac servo motor ay ipinapakita sa ibaba. Sa mga sumusunod na katangian, ang torque ay nagbabago sa bilis ngunit hindi linearly dahil ito ay higit sa lahat ay nakasalalay sa ratio ng reactance (X) sa paglaban (R). Ang mababang halaga ng ratio na ito ay nagsasangkot na ang motor ay may mataas na resistensya at mababang reactance, sa mga ganitong kaso, ang mga katangian ng motor ay mas linear kaysa sa mataas na halaga ng ratio para sa reactance (X) sa paglaban (R).
Mga kalamangan
Ang mga bentahe ng AC servo motors ay kinabibilangan ng mga sumusunod.
- Ang mga katangian ng kontrol ng bilis ng motor na ito ay mabuti.
- Gumagawa sila ng mas kaunting init.
- Nag-aalok sila ng mataas na kahusayan, mas maraming metalikang kuwintas sa bawat timbang, pagiging maaasahan at pinababang ingay ng RF.
- Kailangan nila ng mas kaunting maintenance.
- Mayroon silang mas mahabang pag-asa sa buhay sa kawalan ng isang commutator.
- Ang mga motor na ito ay may kakayahang pangasiwaan ang mas mataas na kasalukuyang mga surge sa pang-industriyang makinarya.
- Sa mataas na bilis, nag-aalok sila ng mas pare-parehong metalikang kuwintas.
- Ang mga ito ay lubos na maaasahan.
- Nagbibigay sila ng mataas na bilis ng pagganap.
- Ang mga ito ay angkop sa mga hindi matatag na aplikasyon ng pagkarga.
Ang mga disadvantages ng AC servo motors ay kinabibilangan ng mga sumusunod.
- Ang AC servo motor control ay mas mahirap.
- Ang mga motor na ito ay maaaring masira sa pamamagitan ng patuloy na labis na karga.
- Ang mga gearbox ay madalas na kinakailangan upang magpadala ng kapangyarihan sa mataas na bilis.
Mga aplikasyon
Ang mga aplikasyon ng AC servo motors ay kinabibilangan ng mga sumusunod.
- Naaangkop ang mga AC servo motor kung saan mahalaga ang regulasyon ng posisyon at kadalasang makikita sa mga semiconductor device, robot, aircraft, at machine tool.
- Ang mga motor na ito ay ginagamit sa mga instrumento na gumagana sa servomechanism tulad ng sa mga computer at position control device.
- Ginagamit ang AC servo motor sa mga machine tool, robotics machinery at tracking system.
- Ang mga servo motor na ito ay ginagamit sa iba't ibang industriya dahil sa kanilang kahusayan at versatility.
- Ang AC servo motor ay ginagamit sa pinakakaraniwang mga makina at appliances tulad ng mga water heater, oven, pump, Off-road na sasakyan, kagamitan sa mga hardin, atbp.
- Marami sa mga appliances at tool na ginagamit araw-araw sa paligid ng bahay ay power-driven ng AC servo motors.
Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng ac servo motors - gumagana kasama ang mga aplikasyon. Ang mga motor na ito ay ginagamit sa maraming application tulad ng mga instrumento na gumagana sa servomechanism at pati na rin sa mga machine tool, mga sistema ng pagsubaybay at robotics. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang isang induction motor?
