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华科星解说交流伺服电机“同步”与“异步”的区别

返回列表 来源: 发布日期: 2019.05.21

华科星解说交流伺服电机“同步”与“异步”的区别


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“同步”是啥?

伺服电机定子电流产生的旋转磁场绑在(把磁场想象成一个实物)转子这块磁铁或电磁铁,一起“嗨”起来,两者速度相同。

“异步”是啥?

定子电流产生的旋转磁场自带几把刷子,旋转的时候对着转子一顿狂刷,利用“摩擦摩擦”将转子带起来,两者速度不同,产生差异(转差率)。

旋转的磁场是咋回事涅?

很简单,通入三相交流电就会产生旋转的磁场!!!

(教科书都这么写!!)

别急,且叫小神来口烟,接着码

上过初中的学渣都知道

恒定的电流产生恒定的磁场

变化的电流产生变化的磁场

So......

我们把正弦交流电通入其中的A相绕组,定子会产生这样的磁场

看到了吧,这个摇摆不定的红色箭头代表磁场矢量,它在水平轴上不断的“摇啊摇”

接着,我们把同样的交流电单独通入B相绕组,会产生这样的

同样形成一个磁场矢量,在另一个直线轴上来回摆动

类似,灌入C相,就酱

伺服电机三相交流电会分别形成三个摇摆的磁场“小箭头 (矢量) ”

然后我们在用“乾坤大挪移神功(矢量合成) ”

矢量是啥?矢量合成又是啥?

好吧,小神解释一下“乾坤大挪移”这个“神功”

矢量就是向量

在数学中叫向量,在物理学中叫矢量

数学上表示是一个有长度也有方向的小箭头

物理上解释就很明白了,假如你想从家里到饭馆去吃饭,你朝饭馆方向的直线距离(位移)就是一个矢量:你家→饭馆

然而,酒足饭饱后,你又想找一个小妹做个足疗

那么,饭馆到足疗店方向的直线路程(位移)则是另一个矢量:饭馆→足疗店

然后......

小神要开始“运功”了,“矢量合成大法!”

合成以后,变成你从家里出发直接去找足疗小妹了,合成矢量:你家→足疗店

So,电机的A、B、C三相如果同时通入一样的交流电

就会同时产生三个方向“摇摆不定”的磁场矢量

接下来......

先别着急发功

我们把通电的顺序微调一下

A相先通电,等A相交流电电压波形“摆”了三分之一周期再给B相通电,等B相电压又“摆”了三分之一周期给C相通电

这就是传说中三相交流电相位相差了120°

发功吧!

乾坤大挪移!

就变成了这样子

这个长长的粉色箭头就是最终合成磁场的矢量

在电机里面,三相交流电的方向以及合成的磁场矢量就是这样子

So,电机定子的三相交流电就这样产生了旋转的定子磁场

我们就把它想象成是一个“大磁铁”在旋转吧

如果转子也是一个磁铁(永磁同步电机),或者通入恒定直流电形成的电磁铁(普通同步电机)

那么还是根据“同性相斥,异性相吸”(说烂了)

将定子“大磁铁”极性始终以一定角度(电角度)对着转子“磁铁”的极性,使之“吸引/排斥”力最大

转子会跟随磁场“同步”旋转

转子的速度=定子磁场的速度

这就是同步电机!

交流伺服电机

如果转子是一个带有铝/铜条(导条)的老鼠笼子(异步鼠笼电机)

鼠笼内部是硅钢铸成的铁芯

转子的导条切割这个旋转的“大磁场”感应出了转子电流

转子电流在这个旋转的磁场又形成了安培力(左手定则)

这个安培力又让这个转子动了起来

有“切割”,就会有相对速度

转子的速度≠定子磁场的旋转速度

这就是异步伺服电机

交流伺服电机

异步 or 同步,迈开步就是好步!

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