交流伺服電機主要由定子和轉子兩部分組成,其控制原理涉及多個關鍵技術環節。交流伺服電機的控制原理圍繞著高精度、快速響應和寬調速范圍等目標展開:

1.磁場定向控制:
FOC技術是交流伺服電機控制的核心,它將交流電機視為兩個直流電機的組合(勵磁和電樞),通過控制定子電流的矢量,使之與轉子磁場正交,從而實現對轉矩和磁通的獨立控制。FOC通過實時測量轉子位置和速度(通常借助于編碼器或傳感器),計算出必要的電流矢量,確保電機的高效運行。
2.矢量控制:
這實際上是磁場定向控制的一個組成部分,矢量控制通過數學變換,將三相交流電機的復雜控制問題簡化為兩個直流電機的控制問題,即勵磁電流控制和轉矩電流控制,以此達到對轉矩的速度控制。
3.編碼器反饋:
編碼器(通常是光電編碼器或磁編碼器)安裝在軸上,實時監測電機的位置、相對位置和轉速,為伺服控制系統提供可靠的反饋信號。這些信息對于實現閉環控制至關重要,能夠保證電機的動態響應和定位精度。
4.自動增益調整:
控制系統會根據設備的動態特性自動調整控制環路的增益,以優化響應速度和穩定性。這包括比例增益(P)、積分增益(I)和微分增益(D)的調整,即PID控制。
通過上述控制原理和技術的綜合應用,交流伺服電機能夠在自動化和精密控制領域展現出極高的性能,滿足各種高要求的應用場景。