AC Servo Motor

AC Servo motor

AC Servo motor nedir

AC motor nedir? genel olarak iki fazlı sincap kafesli indüksiyon tipi motorlara ac servo motor denir. Temelde gerilimin genliğini belli sınırlar içerisinde değiştirmekle hızı değiştirilse de bu motorlar sabit hızlı cihazlardır. İki fazlı asenkron motorlar, büyük güçlü yapılmaktadır. Çoğunlukla otomatik kontrol sistemlerinde kullanılacak servo motor olarak kullanılmak amacı için küçük güçlü yapılır. Kollektör ve fırça olmadığı için  servo motor tamiri kolay, arıza yapma olasılıkları azdır. AC servo motorlar, iki fazlı ve üç fazlı olmak üzere iki tipte incelenir.

Bir alternatif akım servo motor, esasen ayrık fazlı AC motorla aynıdır. Aralarındaki fark; servo motorun sincap kafesli rotorundaki çubuklar daha incedir. AC servo motorun iki sarımı vardır. Bunlar; kontrol ve ana sargıdır. Servo motorun iki farklı alan sargıları tanımlanırken sabit faz ve kontrol fazı da denilmektedir.

AC Servo Motor Yapısı 

AC servo motorların yapısı iki fazlı servo motorun endüktöründe (statorunda) eksenleri arasında 90° lik elektriksel açı olan kontrol ve referans sargısı olmak üzere iki tane sargı bulunur. Rotoru ise sincap kafesli sargı taşır ama yüksek dirence sahip olma özellikleri kazandırılır. AC servo motorların endüvi devresi oldukça yüksek dirence sahip olacak biçimde üretilir. Bu işlem sincap kafes çubuklarında veya çubukların bağlantı noktalarında yüksek dirençli maddelerin kullanılması ile yapılır.

Bunun sağladığı yarar motor ileri yönde ve geri yönde çalışır iken moment ve hızın yüksek olmasıdır. Bu etkilere bağlı manyetik akının artmasıdır. Bu biçimde bir fazın momenti frenlenebilir. Zira hızın yönü momentin yönüyle tersdir.

Aşağıda fırçasız (brushless) servo motorun endüvisi, b’ de düşük momentlere karşı kobalt malzemenin kullanılması, c’ de yüksek ısıyla  endüvinin  hazırlanışını, d’ de ise endüktör ve sargılarının montaj yapılması görülüyor.

AC servo motorların büyük güçlü olanları, genelde iki veya üç fazlı olarak imal edilir. Bu  motorların endüvileri, kısa devre çubuklu veya doğal mıknatıslıdır.

AC Servo Motor Çalışma Prensibi

İki fazlı veya üç fazlı servo motorların çalışma prensibi asenkron veya senkron motorlara benzer. Üç fazlı motorların hız kontrolü, pals frekans çevirici devresi üstünden pals genişlik modülasyonu (PWM) devreleri ile yapılır. Küçük güçlü (1 -10W), küçük boyutta iki fazla çalışacak şekilde ac servo motor imalatı yapılır. AC servo motor fiyat, gücüne ve boyutuna göre belirlenir. AC motorların iç yapısında aralarında, 90° lik elektriksel açı yapacak biçimde yerleştirilen iki bobin ve sincap kafesine benzeyen endüvi mevcuttur. Servo motor firmaları tarafından servo motor endüvileri, savrulma ve atalet momentlerinin küçük olması için uzun, çapları küçük imal edilir. Endüktör sargılarına uygulanan gerilimin frekansı  50-60-400-1000 Hz olabilir.

Servo motorların iki fazlı olanlarında sargılardan biri kontrol sargısı öbürü ise referans sargısıdır. Referans sargısına sabit değerli, sabit frekanslı alternatif akım verilir. Kontrol sargısına yükselteç devresinden gelen kontrol gerilimi uygulanır. Kontrol sargısına  uygulanan akım, faz kaydırma devreleri ile 90° kaydırılarak uygulanır. İki sarımda meydana gelen manyetik alanlar sonucu rotor dönmeye başlar.

AC Servo Sürücü

AC servo sürücüler sinüsoidal darbe genişlik modülasyonu ile çalışan, dijital veya analog yapıda ac sürücülerdir. Geri besleme olarak hall sensör, çözümleyici artırımlı encoder veya mutlak  (sin/cos) encoder kullanılır.  Dinamik performansı yüksek kullanımı bilgi gerektiren DC servo sürücülere göre AC motor sürücü fiyatları daha pahalıdır.

AC sürücü çalışma şeması

İnvertörlerde kullanılan transistörler rotor konum bilgisine uygun göre uygun sırada iletime veya kesime geçirilerek motor kontrolü yapılır.

AC servo motorun artıları yönleri;

• Yüksek güvenilirlik
• Bakımlarının az olması
• Hareket halinde elektrik kontaklarının olmayışı

AC servo motorun eksi yönleri;

• Düşük verimlilik
• Yüksek ısı yayılımı – kafes ısısını düşük tutmak için bir fan motoru şarttır.
• AC kare dalga güç kaynağı ihtiyacı

AC servo motorlar 1kW’a kadar büyüklükte yapılırlar ve genellikle servo sistemlerde kullanılır.