آشنایی با سرو موتور و نحوه عملکرد آن

سرو موتورها یا موتورهای کنترل در سیستم های کنترل فیدبک مورد استفاده  قرار می گیرند.پاسخ سرعت آنها بالاست و در رادارها ، ربات های انسانی و کامپیوتر کاربرد دارند.

این موتورها به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند.

  1. سرو موتورهای AC
  2. سرو موتورهای DC

که در زیر به شرح آنها می پردازیم.

اصول کار سرو موتورهای DC شبیه موتورهای DC معمولی می باشد و توسط ولتاژ آرمیچر کنترل می شوند و منحنی گشتاور سرعت این موتور خطی بوده و شیب منفی زیادی دارد.

در توان های پایینتر از سرو موتورهای AC استفاده می شود و منحنی آنها غیر خطی است. سرو موتور AC که در موتورهای کنترل مورد استفاده اند. از نوع موتورهای القایی دو فاز با روتور قفس سنجابی و استاتور این موتور از دو سیم پیچ مرجع و کنترل فاز ایجاد شده است.

کاربرد سرو موتور AC در سیستم های کنترل می باشد و دارای تحلیل تابع تبدیل و نمودار جعبه ای است و معادله حرکت سرو موتور متصل به بار مکانیکی از روابطی که قید شده اثبات می گردد و معادله پاسخ زمانی برای تغییرات پله ای ولتاژ در یک سیستم کنترل حلقه باز اثبات شده است.

ماشین های الکتریکی مخصوص یا Special Machines اعم از AC یا DC عمدتا برای تبدیل انرژی پیوسته مورد استفاده قرار می گیرند. اما در برخی از کاربرد های خاص به تبدیل انرژی پیوسته نیازی نیست، برای مثال حرکت بازوهای رباتیک انسانی را می توان نام برد.

در این کاربرد هدف تغییر مکان بازو از وضعیتی خاص به وضعیتی دیگر است. در کاربردهایی که تبدیل انرژی پیوسته مد نظر نباشد از ماشین های مخصوص که عمدتا در حالت های مختلف مورد نظر (رباتیک) قابل بهره برداری می باشند. اصول مربوط به این ماشین ها شبیه ماشین های الکتریکی عادی است، اما نحوه ساخت – طراحی و بهره برداری از آنها با ماشین های الکتریکی عادی فرق دارد.

سرو موتورها:

سرو موتور که گاهی به نام موتور کنترل از آنها یاد می شود طوری طراحی و ساخته می شود که بتوان از آنها در سیستم های کنترل فیدبک استفاده نمود. توان اسمی این موتورها بین چند دهم وات تا چند صد وات می باشد. پاسخ سرعت این موتورها بسیار زیاد است لذا اینرسی آنها باید کم باشد. در نتیجه قطر این ماشین ها کم ولی طول آنها نسبتا زیاد است. از این موتورها در سیستم های رادار- ربات، انسانی – کامپیوتر و ماشین افزار استفاده می شود.

انواع سرو موتورها:

سرو موتورها به طور کلی به دو دسته سرو موتورهای DC و سرو موتورهای AC تقسیم می شوند:

سرو موتورهای DC:

سرو موتورهای DC در حقیقت یک موتور با تحریک جداگانه یا موتور DC با قطب هایی از آهنربای دائم است. اصول اصلی عملکرد این موتورها شبیه موتورهای DC معمولی است. سرو موتورهای DC عمدتا توسط ولتاژ آرمیچر کنترل می شوند.

آرمیچر در این موتورها طوری طراحی می شود که دارای مقاومت زیاد باشد. لذا مشخصه های گشتاور سرعت این موتورها خطی بوده و شیب منفی نسبتا زیادی دارند.

در ماشین های DC ، نیروی محرکه مغناطیسی (mmf) آرمیچر و mmf مدار تحریک متعامدند لذا تغییرات پله ای در ولتاژ آرمیچر باعث می گردد در سرعت روتور تغییر سریع حاصل شود.

سرو موتورهای AC:

توان اسمی سرو موتورهای DC از چند وات تا چند صد وات می باشد. در حقیقت موتورهای با توان اسمی بالا از نوع DC هستند، امروزه در توان های کم از سرو موتور های AC استفاده می شود. سرو موتورهای AC چون اینرسی آنها کم است باید متذکر شد که سرو موتورهای AC غیر خطی هستند و مشخصه گشتاور سرعت آنها به خوبی سرو موتورهای DC نمی باشد. همچنین گشتاور سرو موتورهای AC از گشتاور سرو موتورهای DC با توان اسمی یکسان ، کمتر است. سرو موتورهای AC که در سیستم های کنترل مورد استفاده اند، از نوع موتور القایی دو فاز با روتور قفس سنجابی می باشند. در این موتورها استاتور حاوی دو سیم پیچ است که در طول محیط استاتور درون شیارها توزیع و گسترده شده اند. این دو سیم پیچی به صورت زیر تشریح می شوند.

  1. سیم پیچی اول که به سیم پیچی مرجع یا فاز ثابت معروف است و به منبع ولتاژ ثابت متصل می باشد.
  2. سیم پیچی دوم که به سیم پیچی کنترل فاز موسوم است به منبع ولتاژ متغییر va متصل می شود.

محورهای مغناطیسی دو سیم پیچ فوق بر هم عمودند.

ولتاژ سیم پیچ کنترل فاز Va توسط خروجی یک تقویت کننده مهیا شده و به موتور اعمال می شود.

جهت چرخش موتور به اختلاف فاز Vm و Va بستگی دارد و پس فاز یا پیش فاز بودن Va نسبت به Vm جهت چرخش موتور را عوض می کند.

در شرایط دو فاز متعادل

در این صورت مشخصه گشتاور سرعت موتور شبیه موتورهای القایی سه فاز بوده و در مواقعی که مقاومت روتور کم است این مشخصه غیر خطی شده و اگر مقاومت روتور زیاد شود مشخصه گشتاور سرعت در محدوده وسیعی از تغییرات سرعت تقریبا خطی می شود.

در سرو موتورهای AC برای ساختن قسمت دوار روتور از یک هادی غیر مغناطیسی فنجانی شکل نازک استفاده می شود. از آنجایی که این هادی نازک است مقاومت روتور به شدت افزایش می یابد و لذا گشتاور راه انداز مناسبی حادث می شود. در این موتورها روتور حاوی یک هسته آهنی ثابت در وسط قسمت فنجانی شکل می باشد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *