AC Servo Motor
Güncelleme 15/01/2021
Hareket mekanizması olarak, Alternatif akım elektrik motorları ile aynı özelliklere sahip olmasına rağmen AC Servo motorlar, AC motorlardan farklı olarak encoder kısmına sahiptir. Encoder yardımı ile açısal hassasiyette dönme kabiliyeti kazandırılmış olur.
Bu tip servo motorlar genel olarak iki fazlı sincap kafesli indüksiyon tipi motorlardır. 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 motorun 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 Özellikleri
– AC motorlara göre kıyasla daha hassas ve uzun ömürlüdür.
– Yüksek güç gerektiren durumlarda DC Servo motor yerine kullanılır.
– Yüksek frekans değerlerinde çalışabilecek kapasitede olanları mevcuttur.
– Açısal hareket edebildiklerinden CNC kontrollü makineler için uygundur.
– DC Servo motorlara göre daha düşük moment ile çalışırlar.
A.C 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.
Çeşitli servo motorlar
AC servo motor rotoru ve statoru
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) AC servo motorlar, küçük boyutta iki fazla çalışacak biçimde imal edilir. AC motorların iç yapısında aralarında, 90° lik elektriksel açı yapacak biçimde yerleştirilen iki bobin ve sincap kafesine benzeyen endüvi mevcuttur. Servo motorların endüvileri, savrulma ve atalet momentlerinin küçük olması için uzun, çapları küçük üretilir. 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 neticesinde rotor dönmeye başlar.
AC servo motorun artıları
Yüksek güvenilirlik
Bakımlarının az olması
Hareket halinde elektrik kontaklarının olmayışı
AC servo motorun eksileri
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.
AC Servo Motorlarda Adım Sayısı
Motorlar dairesel alanda hareket ettiklerinden dolayı 360° bir açı oluştururlar. Servo motorların hassasiyeti adım sayısı ile belirtilir. Bir adım da kat edilen açı miktarı ne kadar kısa olursa servo motor hassasiyeti de o kadar yüksek olur. Bir örnek ile açıklayacak olursak bir tam turunu 400 adımda tamalayan bir servo motorun tek açı derecesi 360/400=0,9° derecedir. Bu adım derecesi hassasiyetin göstergesidir. Hassas bir servo motor elde etmek için servo motorun adım sayısı artırılmalıdır. Fakat adım sayısı ile maliyette artacaktır.