ㅏ 서보 모터 주로 전기 입력을 기계적 가속으로 변경하는 데 사용되는 로터리 액추에이터처럼 작동합니다. 이 모터는 위치 피드백이 모터의 속도 및 최종 위치를 제어하는 데 사용되는 모든 곳에서 서보 메커니즘을 기반으로 작동합니다. 서보 모터는 적용된 입력에 따라 회전하고 특정 각도를 얻습니다. 서보 모터는 크기가 작지만 매우 에너지 효율적입니다. 이 모터는 AC 서보 모터와 DC 서보 모터와 같은 두 가지 유형으로 분류되지만 이 두 모터의 주요 차이점은 사용되는 전원입니다. 성능 DC 서보 모터 주로 전압에만 의존하는 반면 AC 서보 모터는 전압과 주파수 모두에 의존합니다. 이 기사에서는 서보 모터 유형 중 하나인 AC 서보 모터 – 응용 프로그램 작업.

“논리 게이트는 무엇에 사용됩니까? ”

AC 서보 모터란?

정밀한 각속도 형태의 AC 전기 입력을 이용하여 기계적 출력을 생성하는 서보 모터를 AC 서보 모터라고 합니다. 이 서보 모터에서 얻은 출력 전력은 주로 와트에서 몇 백 와트에 이릅니다. AC 서보 모터의 작동 주파수 범위는 50~400Hz입니다. AC 서보 모터 다이어그램은 아래와 같습니다.

AC 서보 모터

AC 서보 모터의 주요 기능은 주로 다음과 같습니다. 무게 장치가 적고 작동 내 안정성과 신뢰성을 제공하고 작동 중 소음이 발생하지 않아 선형 토크-속도 특성을 제공하며 슬립 링 및 브러시가 없을 때 유지 보수 비용이 절감됩니다.

자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. AC 서보 모터 유형

AC 서보 모터 구조

일반적으로 AC 서보 모터는 2상 유도 모터입니다. 이 모터는 고정자와 축차 일반 유도 전동기처럼. 일반적으로 이 서보 모터의 고정자는 적층 구조를 가지고 있습니다. 이 고정자는 공간에서 90도 떨어져 배치된 두 개의 권선을 포함합니다. 이 위상 변화로 인해 회전 자기장이 생성됩니다.

AC 서보 모터 구조

첫 번째 권선은 주 권선 또는 고정 위상 또는 기준 권선이라고도 합니다. 여기에서 주 권선은 정전압 공급원에서 활성화되는 반면 제어 권선 또는 제어 위상과 같은 다른 권선은 가변 제어 전압에 의해 활성화됩니다. 이 제어 전압은 단순히 서보 증폭기에서 공급됩니다.

일반적으로 로터는 다람쥐형과 드래그컵형 2가지가 있다. 이 모터에 사용된 회전자는 슬롯에 고정된 알루미늄 막대와 엔드 링을 통해 단락된 일반 케이지형 회전자입니다. 에어 갭은 최대 플럭스 연결을 위해 최소로 유지됩니다. 드래그 컵과 같은 다른 유형의 로터는 주로 회전 시스템의 관성이 낮아지는 곳에 사용됩니다. 따라서 이것은 전력 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다.

AC 서보 모터의 작동 원리

AC 서보 모터의 작동 원리는 다음과 같습니다. 첫째, 서보 모터의 시동기 주 권선에 일정한 AC 전압이 공급되고 다른 고정자 단자는 제어 권선 전체에 걸쳐 제어 변압기에 간단하게 연결됩니다. 적용된 기준 전압으로 인해 동기식 발전기의 샤프트는 특정 속도로 회전하고 특정 각도 위치를 얻습니다.

AC 서보 모터 회로

또한 제어 변압기의 샤프트에는 싱크로 제너레이터 샤프트의 각도 지점과 비교되는 특정 각도 위치가 있습니다. 따라서 두 각도 위치 비교는 오류 신호를 제공합니다. 특히, 동등한 샤프트 위치에 대한 전압 레벨이 평가되어 오류 신호를 생성합니다. 따라서 이 오류 신호는 제어 변압기의 현재 전압 레벨과 통신합니다. 그 후 이 신호를 서보 앰프에 주어 제어 전압의 불균일을 발생시킵니다.

이 인가 전압에 의해 회전자는 다시 특정 속도에 도달하고 회전을 시작하며 오류 신호 값이 0에 도달할 때까지 유지하여 AC 서보 모터 내에서 모터의 선호 위치에 도달합니다.

AC 서보 모터의 전달 함수

AC 서보 모터의 전달 함수는 출력 변수의 L.T(Laplace Transform)와 입력 변수의 L.T(Laplace Transform)의 비율로 정의할 수 있습니다. 따라서 시스템의 o/p를 i/p로 알려주는 미분방정식을 표현하는 것이 수학적 모델입니다.

T.F. 어떤 시스템의 (전달 함수)가 알려지면 시스템의 특성을 인식하기 위해 다양한 유형의 입력에 대한 출력 응답을 계산할 수 있습니다. 유사하게 전달 함수(T.F)가 알려지지 않은 경우 알려진 입력을 장치에 적용하고 시스템의 출력을 연구하여 실험적으로 찾을 수 있습니다.

AC 서보 모터는 제어 권선(메인 필드 권선)과 기준 권선(활기 권선)과 같은 두 개의 권선을 갖는 2상 유도 모터입니다.

전달 함수용 AC 서보 모터

따라서 우리는 AC 서보 모터의 전달 함수, 즉 θ(s)/ec(s)를 찾아야 합니다. 여기서 'θ(s)/'는 시스템의 출력이고 ex(s)는 시스템의 입력입니다.

모터의 전달함수를 알아보기 위해서는 모터 'Tm'에서 발생하는 토크와 부하 'Tl'에서 발생하는 토크가 무엇인지 알아내야 합니다. 평형 조건을 다음과 같이 동일시하면

Tm = Tl이면 전달 함수를 얻을 수 있습니다.

하자, Tm = 모터에 의해 생성된 토크.
Tl = 부하 또는 부하 토크에 의해 발생된 토크.
'θ' = 각도 변위.
'ω' = d θ/dt = 각속도.
'J' = 부하의 관성 모멘트.
'B'는 부하의 대시팟입니다.

여기에서 고려해야 할 두 상수는 K1 및 K2입니다.

'K1'은 제어상 전압 대비 토크 특성의 기울기입니다.
'K2'는 속도 토크 특성의 기울기입니다.

여기서 모터에 의해 발생된 토크는 간단히 다음과 같이 표시됩니다.

Tm = K1ec- K2 dθ/dt —–(1)

부하 토크(TL)는 토크 균형 방정식을 고려하여 모델링할 수 있습니다.

적용된 토크 = J,B로 인한 반대 토크

Tl = TJ + TB = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B —–(2)

우리는 평형 조건 Tm = Tl임을 압니다.

K1ec- K2 dθ/dt = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B

“마이크로프로세서에서 인터럽트란 무엇인가 ”

위 방정식에 라플라스 변환 방정식 적용

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)

여기서 Km = K1/ B + K2 = 모터 게인 상수입니다.

Tm = J/ B + K2 = 모터 시간 상수.

AC 서보 모터 속도 제어 방법

일반적으로 서보 모터 위치 제어, 토크 제어 및 속도 제어와 같은 세 가지 제어 방법이 있습니다.

위치 제어 방법은 외부 입력 주파수 신호를 통해 회전 속도의 크기를 결정하는 데 사용됩니다. 회전 각도는 no에 의해 결정됩니다. 펄스의. 통신을 통해 서보 모터의 위치와 속도를 직접 지정할 수 있습니다. 방법의 위치는 위치 및 속도에 대해 매우 엄격한 제어를 가질 수 있으므로 일반적으로 위치 지정 응용 프로그램 내에서 사용됩니다.

토크 제어 방식에서 서보 모터의 출력 토크는 어드레스에 아날로그 입력으로 설정됩니다. 실시간으로 단순히 아날로그를 변경하여 토크를 변경할 수 있습니다. 또한 통신을 통해 상대 주소의 값을 변경할 수도 있습니다.

속도 제어 모드에서는 모터 속도를 아날로그 입력과 펄스로 제어할 수 있습니다. 정밀 요구 사항이 있고 너무 많은 토크에 대한 우려가 없다면 속도 모드가 더 좋습니다.

AC 서보 모터의 특성

AC 서보 모터의 토크 속도 특성은 다음과 같습니다. 다음 특성에서 토크는 속도에 따라 변하지만 주로 리액턴스(X) 대 저항 (아르 자형). 이 비율의 낮은 값은 모터의 저항이 높고 리액턴스가 낮다는 것을 의미합니다. 이러한 경우 모터 특성은 저항(R)에 대한 리액턴스(X)의 높은 비율 값보다 더 선형적입니다.