兩相感應(yīng)伺服電動機是指傳統(tǒng)的交流感應(yīng)伺服電機，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與普通感應(yīng)電動機相似，由于受性能限值，主要應(yīng)用于幾十瓦以下的小功率場合。

一兩相感應(yīng)伺服電動機簡介

　　兩相感應(yīng)伺服電動機由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子鐵心中安放多相交流繞組，轉(zhuǎn)子繞組為自行閉合的多相對稱繞組。運行時，定子繞組通入交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在閉合的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。為了控制方便，兩相感應(yīng)伺服電機定子繞組為在空間相差90°電角度的兩相繞組，其中一相為勵磁繞組，另外一組為控制繞組。勵磁繞組電壓固定不變，通過調(diào)節(jié)控制繞組電壓頻率、大小或相位來控制伺服電動機的起、停及運行轉(zhuǎn)速。

二兩相感應(yīng)伺服電動機的控制原理

　　兩相伺服電機運行時，勵磁繞組接在交流電源上，通過改變控制繞組的電壓控制伺服電動機的起、停及運行轉(zhuǎn)速。由于勵磁繞組電壓Uf固定不變，而控制電壓Uc是變化的，故通常情況下兩相繞組中的電流不對稱，電機中的氣隙磁場也不是圓形旋轉(zhuǎn)磁場，而是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。不論改變控制電壓的大小還是它與勵磁繞組電壓之間的相位角，都能使兩相繞組在電動機氣隙中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的橢圓度發(fā)生變化，從而改變電動機的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性及一定負載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)控制伺服電動機的起、停及運行轉(zhuǎn)速。

三兩相感應(yīng)伺服電動機的控制方式

　　兩相感應(yīng)伺服電動機運行時，其勵磁繞組接到電壓為Uf的交流電源上，通過改變控制繞組電壓Uc的大小或相位控制伺服電動機的起、停及運行轉(zhuǎn)速。因此兩相感應(yīng)伺服電動機的控制方式有三種：(1)幅值控制；(2)相位控制；(3)幅值-相位控制。

01兩相感應(yīng)伺服電動機幅值控制

　　采用幅值控制時，勵磁繞組電壓始終為額定勵磁電壓UfN，通過調(diào)節(jié)控制繞組電壓的大小來改變電機的轉(zhuǎn)速，而控制電壓與勵磁電壓之間的相位角始終保持90°電角度。當(dāng)控制電壓=0時，電機停轉(zhuǎn)。

 

兩相感應(yīng)伺服電動機幅值控制

a)原理電路圖；b)電壓相量圖

02兩相感應(yīng)伺服電動機相位控制

　　采用相位控制時，控制繞組和勵磁繞組的電壓大小均保持額定值不變，通過調(diào)節(jié)控制電壓的相位，即改變控制電壓與勵磁電壓之間的相位角b，實現(xiàn)對電機的控制。當(dāng)b=0°時，兩相繞組產(chǎn)生的氣隙合成磁場為脈振磁場，電機停轉(zhuǎn)。

兩相感應(yīng)伺服電動機相位控制

a)原理電路圖；b)電壓相量圖

03兩相感應(yīng)伺服電動機幅值-相位控制

　　這種控制方式是將勵磁繞組串聯(lián)電容以后，接到交流電源上，而控制繞組電壓的相位始終與交流電源相同，通過調(diào)節(jié)控制電壓的幅值來改變電動機的轉(zhuǎn)速。

　　幅值-相位控制方式不需要復(fù)雜的移相裝置，利用串聯(lián)電容就能在單相交流電源上獲得控制電壓和勵磁電壓的分相，所以設(shè)備簡單、成本較低，是實際應(yīng)用中最常見的一種控制方式。

兩相感應(yīng)伺服電動機幅值-相位控制

a)原理電路圖；b)電壓相量圖

四兩相感應(yīng)伺服電動機性能指標(biāo)

01空載始動電壓

　　在額定勵磁電壓和空載情況下，使轉(zhuǎn)子在任意位置開始連續(xù)轉(zhuǎn)動所需的最小控制電壓定義為空載始動電壓。空載始動電壓越小，表示伺服電動機的靈敏度越高。

02機械特性非線性度km

　　在額定勵磁電壓下，任意控制電壓時的實際機械特性與線性機械特性在轉(zhuǎn)矩Te=Tk/2時的轉(zhuǎn)速偏差Dn與空載轉(zhuǎn)速n0(對稱狀態(tài)時)之比的百分?jǐn)?shù)，定義為機械特性非線性度。

機械特性的非線性度

03調(diào)節(jié)特性非線性度kn

　　在額定勵磁電壓和空載情況下，當(dāng)ae =0.7時，實際調(diào)節(jié)特性與線性調(diào)節(jié)特性的轉(zhuǎn)速偏差Dn與ae =1時的空載轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)定義為調(diào)節(jié)特性非線性度，以上特性的非線性度越小，特性曲線越接近直線，系統(tǒng)的動態(tài)誤差就越小，工作就越準(zhǔn)確。

調(diào)節(jié)特性的非線性度

04機電時間常數(shù)kn

　　對伺服電動機而言，機電時間常數(shù)是反映電機動態(tài)響應(yīng)快速性的一項重要指標(biāo)。

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