AC సర్వో మోటార్: నిర్మాణం, పని, బదిలీ ఫంక్షన్ & దాని అప్లికేషన్లు

ఎ సర్వోమోటర్ ప్రధానంగా ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌పుట్‌ను యాంత్రిక త్వరణంగా మార్చడానికి ఉపయోగించే రోటరీ యాక్యుయేటర్ లాగా పనిచేస్తుంది. మోటారు వేగం & చివరి స్థానాన్ని నియంత్రించడానికి పొజిషన్ ఫీడ్‌బ్యాక్ ఉపయోగించబడిన ప్రతిచోటా ఈ మోటార్ సర్వోమెకానిజం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది. సర్వో మోటార్లు టర్న్ & అప్లైడ్ ఇన్‌పుట్ ఆధారంగా నిర్దిష్ట కోణాన్ని పొందుతాయి. సర్వో మోటార్లు పరిమాణంలో చిన్నవి కానీ అవి చాలా శక్తి సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ మోటార్లు ac సర్వోమోటర్ & dc సర్వోమోటర్ వంటి రెండు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి, అయితే ఈ రెండు మోటార్‌ల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం శక్తి యొక్క మూలం. యొక్క పనితీరు a DC సర్వో మోటార్ ప్రధానంగా వోల్టేజీపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది, అయితే AC సర్వో మోటార్ వోల్టేజ్ & ఫ్రీక్వెన్సీ రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ఆర్టికల్ సర్వో మోటార్ల రకాల్లో ఒకదానిని చర్చిస్తుంది - ఒక AC సర్వో మోటార్ - అప్లికేషన్లతో పని చేయడం.

AC సర్వో మోటార్ అంటే ఏమిటి?

ఖచ్చితమైన కోణీయ వేగం రూపంలో AC ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌పుట్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా యాంత్రిక అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ఒక రకమైన సర్వోమోటర్‌ను AC సర్వో మోటార్ అంటారు. ఈ సర్వోమోటర్ నుండి పొందిన అవుట్‌పుట్ పవర్ ప్రధానంగా వాట్‌ల నుండి కొన్ని 100 వాట్ల వరకు ఉంటుంది. ac సర్వో మోటార్ యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 50 నుండి 400 Hz వరకు ఉంటుంది. AC సర్వో మోటార్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

ac సర్వో మోటార్స్ యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; ఇవి తక్కువ బరువు కలిగిన పరికరాలు, ఆపరేషన్‌లో స్థిరత్వం మరియు విశ్వసనీయతను అందించడం, ఆపరేటింగ్ సమయంలో శబ్దం ఉత్పన్నం కాదు, లీనియర్ టార్క్-స్పీడ్ లక్షణాలను అందించడం మరియు స్లిప్ రింగ్‌లు & బ్రష్‌లు లేనప్పుడు నిర్వహణ ఖర్చులు తగ్గుతాయి.

గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి దయచేసి ఈ లింక్‌ని చూడండి AC సర్వో మోటార్ రకాలు

AC సర్వో మోటార్ నిర్మాణం

సాధారణంగా, AC సర్వో మోటార్ అనేది రెండు-దశల ఇండక్షన్ మోటార్. ఈ మోటారు ఒక స్టేటర్ మరియు a ఉపయోగించి నిర్మించబడింది రోటర్ సాధారణ ఇండక్షన్ మోటార్ లాగా. సాధారణంగా, ఈ సర్వో మోటార్ యొక్క స్టేటర్ లామినేటెడ్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ స్టేటర్‌లో రెండు వైండింగ్‌లు ఉన్నాయి, అవి అంతరిక్షంలో 90 డిగ్రీల దూరంలో ఉంచబడతాయి. ఈ దశ వైవిధ్యం కారణంగా, ఒక భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

మొదటి వైండింగ్‌ను ప్రధాన వైండింగ్ అని పిలుస్తారు లేదా స్థిర దశ లేదా రిఫరెన్స్ వైండింగ్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఇక్కడ, ప్రధాన వైండింగ్ స్థిరమైన వోల్టేజ్ సరఫరా మూలం నుండి సక్రియం చేయబడుతుంది, అయితే కంట్రోల్ వైండింగ్ లేదా కంట్రోల్ ఫేజ్ వంటి ఇతర వైండింగ్ వేరియబుల్ కంట్రోల్ వోల్టేజ్ ద్వారా సక్రియం చేయబడుతుంది. ఈ నియంత్రణ వోల్టేజ్ కేవలం సర్వో యాంప్లిఫైయర్ నుండి సరఫరా చేయబడుతుంది.

సాధారణంగా, రోటర్ రెండు రకాల స్క్విరెల్ కేజ్ రకం & డ్రాగ్ కప్ రకంలో అందుబాటులో ఉంటుంది. ఈ మోటారులో ఉపయోగించిన రోటర్ ఒక సాధారణ కేజ్-రకం రోటర్, ఇందులో అల్యూమినియం బార్‌లు స్లాట్‌లలో అమర్చబడి & ఎండ్ రింగ్‌ల ద్వారా షార్ట్-సర్క్యూట్ చేయబడతాయి. గరిష్ట ఫ్లక్స్ లింకింగ్ కోసం గాలి అంతరం కనిష్టంగా ఉంచబడుతుంది. భ్రమణ వ్యవస్థ యొక్క జడత్వం తక్కువగా మారే చోట డ్రాగ్ కప్ వంటి ఇతర రకమైన రోటర్ ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి ఇది విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది.

AC సర్వోమోటర్ యొక్క పని సూత్రం

ac సర్వో మోటార్ యొక్క పని సూత్రం; ముందుగా, సర్వోమోటర్ యొక్క స్టార్టర్ యొక్క ప్రధాన వైండింగ్ వద్ద స్థిరమైన AC వోల్టేజ్ ఇవ్వబడుతుంది మరియు మరొక స్టేటర్ టెర్మినల్ కంట్రోల్ వైండింగ్ అంతటా కంట్రోల్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. అనువర్తిత రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ కారణంగా, సింక్రోనస్ జనరేటర్ షాఫ్ట్ నిర్దిష్ట వేగంతో తిరుగుతుంది & నిర్దిష్ట కోణీయ స్థానాన్ని పొందుతుంది.

అదనంగా, కంట్రోల్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క షాఫ్ట్ ఒక నిర్దిష్ట కోణీయ స్థానాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది సింక్రో జెనరేటర్ యొక్క షాఫ్ట్ యొక్క కోణీయ బిందువుతో పోల్చబడుతుంది. కాబట్టి రెండు కోణీయ స్థానాల పోలిక లోపం సంకేతాన్ని అందిస్తుంది. మరింత ప్రత్యేకంగా, సమానమైన షాఫ్ట్ స్థానాల కోసం వోల్టేజ్ స్థాయిలు మూల్యాంకనం చేయబడతాయి, ఇది ఎర్రర్ సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కాబట్టి ఈ ఎర్రర్ సిగ్నల్ కంట్రోల్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వద్ద ప్రస్తుత వోల్టేజ్ స్థాయితో కమ్యూనికేట్ చేస్తుంది. ఆ తరువాత, ఈ సిగ్నల్ సర్వో యాంప్లిఫైయర్‌కు ఇవ్వబడుతుంది, తద్వారా ఇది అసమాన నియంత్రణ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఈ అనువర్తిత వోల్టేజ్ ద్వారా, మళ్లీ రోటర్ ఒక నిర్దిష్ట వేగాన్ని సాధిస్తుంది, విప్లవాన్ని ప్రారంభిస్తుంది & ఎర్రర్ సిగ్నల్ విలువ సున్నాకి చేరుకునే వరకు నిర్వహిస్తుంది, తద్వారా AC సర్వోమోటర్లలో మోటార్ యొక్క ప్రాధాన్య స్థానాన్ని పొందుతుంది.

AC సర్వో మోటార్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్

ac సర్వో మోటార్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్‌ను అవుట్‌పుట్ వేరియబుల్ యొక్క L.T (లాప్లేస్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్) మరియు ఇన్‌పుట్ వేరియబుల్ యొక్క L.T (లాప్లేస్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్) నిష్పత్తిగా నిర్వచించవచ్చు. కాబట్టి ఇది సిస్టమ్ యొక్క o/p నుండి i/p వరకు చెప్పే అవకలన సమీకరణాన్ని వ్యక్తీకరించే గణిత నమూనా.

ఒకవేళ టి.ఎఫ్. ఏదైనా సిస్టమ్ (బదిలీ ఫంక్షన్) అంటారు, అప్పుడు సిస్టమ్ స్వభావాన్ని గుర్తించడానికి వివిధ రకాల ఇన్‌పుట్‌ల కోసం అవుట్‌పుట్ ప్రతిస్పందనను లెక్కించవచ్చు. అదేవిధంగా, బదిలీ ఫంక్షన్ (T.F) తెలియకపోతే, పరికరానికి తెలిసిన ఇన్‌పుట్‌లను వర్తింపజేయడం మరియు సిస్టమ్ అవుట్‌పుట్‌ను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనవచ్చు.

AC సర్వో మోటార్ అనేది రెండు-దశల ఇండక్షన్ మోటార్, అంటే ఇది కంట్రోల్ వైండింగ్ (మెయిన్ ఫీల్డ్ వైండింగ్) మరియు రిఫరెన్స్ వైండింగ్ (ఉల్లాసకరమైన వైండింగ్) వంటి రెండు వైండింగ్‌లను కలిగి ఉంటుంది.

కాబట్టి మనం ac సర్వో మోటార్ అంటే θ(s)/ec(s) యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్‌ను కనుగొనాలి. ఇక్కడ ‘θ(లు)/’ అనేది సిస్టమ్ యొక్క అవుట్‌పుట్ అయితే మాజీ(లు) అనేది సిస్టమ్ యొక్క ఇన్‌పుట్.

మోటారు యొక్క బదిలీ పనితీరును తెలుసుకోవడానికి, మోటారు 'Tm' ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన టార్క్ మరియు 'Tl' లోడ్ ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన టార్క్ ఏమిటో మనం కనుగొనాలి. మనం సమతౌల్య స్థితిని సమానం చేస్తే

Tm = Tl, అప్పుడు మనం బదిలీ ఫంక్షన్‌ని పొందవచ్చు.

లెట్, Tm = మోటార్ అభివృద్ధి చేసిన టార్క్.
Tl = లోడ్ లేదా లోడ్ టార్క్ ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన టార్క్.
‘θ’ = కోణీయ స్థానభ్రంశం.
'ω' = d θ/dt = కోణీయ వేగం.
'J' = భారం యొక్క జడత్వం యొక్క క్షణం.
'B' అనేది లోడ్ యొక్క డాష్‌పాట్.

ఇక్కడ పరిగణించవలసిన రెండు స్థిరాంకాలు K1 & K2.

'K1' అనేది నియంత్రణ దశ వోల్టేజ్ vs టార్క్ లక్షణాల వాలు.
'K2' అనేది స్పీడ్ టార్క్ లక్షణాల వాలు.

ఇక్కడ, మోటారు ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన టార్క్ కేవలం ద్వారా సూచించబడుతుంది

Tm = K1ec- K2 dθ/dt —–(1)

టార్క్ బ్యాలెన్స్ సమీకరణాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా లోడ్ టార్క్ (TL) నమూనాను రూపొందించవచ్చు.

అనువర్తిత టార్క్ = J,B కారణంగా వ్యతిరేక టార్క్

Tl = TJ + TB = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B —–(2)

సమతౌల్య స్థితి Tm = Tl అని మనకు తెలుసు.

K1ec- K2 dθ/dt = J d^2θ/dt^2 + B dθ/dt^2 + B

పై సమీకరణానికి లాప్లేస్ పరివర్తన సమీకరణాన్ని వర్తించండి

K1Ec(లు) – K2 S θ(S) = J S^2θ (S) + B S θ(S)

K1Ec(లు) = JS^2θ (S) + BSθ(S)+ K2S θ(S)
K1Ec(s) = θ (S)[J S^2 + BS + K2S]

T.F = θ (S)Ec(s) = K1/ J S^2 + BS + K2S

= K1/ S [B + JS + K2]

= K1/ S [B + K2 + JS]

= K1/ S (B + K2) [1 + (J/ B + K2) *S]

T.F = θ (S)Ec(s) = K1/(B + K2) / S[1 + (J/ B + K2) *S]

T.F = Km / S[1 + (J/ B + K2) *S] => Km / S(1 + STm)] = θ (S)Ec(లు)

T.F = Km / S(1 + STm)] = θ (S)Ec(లు)

ఎక్కడ, Km = K1/ B + K2 = మోటార్ లాభం స్థిరాంకం.

Tm = J/ B + K2 = మోటారు సమయ స్థిరాంకం.

AC సర్వో మోటార్ స్పీడ్ నియంత్రణ పద్ధతులు

సాధారణంగా, సర్వో మోటార్లు స్థానం నియంత్రణ, టార్క్ నియంత్రణ & వేగం నియంత్రణ వంటి మూడు నియంత్రణ పద్ధతులను కలిగి ఉంటాయి.

బాహ్య ఇన్‌పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌ల అంతటా తిరిగే వేగం యొక్క పరిమాణాన్ని నిర్ణయించడానికి స్థాన నియంత్రణ పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది. విప్లవం యొక్క కోణం సంఖ్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. పప్పులు. సర్వో మోటార్ యొక్క స్థానం మరియు వేగాన్ని నేరుగా కమ్యూనికేషన్ ద్వారా కేటాయించవచ్చు. పద్ధతి యొక్క స్థానం స్థానం & వేగంపై చాలా కఠినమైన నియంత్రణను కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి ఇది సాధారణంగా పొజిషనింగ్ అప్లికేషన్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

టార్క్ నియంత్రణ పద్ధతిలో, సర్వో మోటార్ యొక్క అవుట్‌పుట్ టార్క్ చిరునామా వద్ద అనలాగ్ ఇన్‌పుట్ ద్వారా సెట్ చేయబడుతుంది. ఇది నిజ సమయంలో అనలాగ్‌ను మార్చడం ద్వారా టార్క్‌ను మార్చగలదు. అదనంగా, ఇది కమ్యూనికేషన్ ద్వారా సంబంధిత చిరునామా వద్ద విలువను కూడా మార్చగలదు.

స్పీడ్ కంట్రోల్ మోడ్‌లో, మోటారు వేగాన్ని అనలాగ్ ఇన్‌పుట్ & పల్స్ ద్వారా నియంత్రించవచ్చు. ఖచ్చితమైన అవసరాలు ఉంటే & ఎక్కువ టార్క్ గురించి ఆందోళన చెందకపోతే స్పీడ్ మోడ్ ఉత్తమం.

AC సర్వో మోటార్ యొక్క లక్షణాలు

AC సర్వో మోటార్ యొక్క టార్క్ స్పీడ్ లక్షణాలు క్రింద చూపబడ్డాయి. కింది లక్షణాలలో, టార్క్ వేగంతో మారుతుంది కానీ సరళంగా ఉండదు ఎందుకంటే ఇది ప్రధానంగా ప్రతిచర్య (X) నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది ప్రతిఘటన (R) ఈ నిష్పత్తి యొక్క తక్కువ విలువ, మోటారు అధిక ప్రతిఘటన & తక్కువ ప్రతిచర్యను కలిగి ఉంటుంది, అటువంటి సందర్భాలలో, మోటారు లక్షణాలు ప్రతిఘటన (X) నుండి ప్రతిఘటనకు (R) అధిక నిష్పత్తి విలువ కంటే సరళంగా ఉంటాయి.

ప్రయోజనాలు

AC సర్వో మోటార్స్ యొక్క ప్రయోజనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉన్నాయి.

• ఈ మోటారు యొక్క వేగ నియంత్రణ లక్షణాలు మంచివి.
• అవి తక్కువ వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
• వారు అధిక సామర్థ్యం, ​​బరువుకు ఎక్కువ టార్క్, విశ్వసనీయత & తగ్గిన RF శబ్దాన్ని అందిస్తారు.
• వారికి తక్కువ నిర్వహణ అవసరం.
• కమ్యుటేటర్ లేనందున వారికి ఎక్కువ ఆయుర్దాయం ఉంటుంది.
• ఈ మోటార్లు పారిశ్రామిక యంత్రాలలో అధిక కరెంట్ సర్జ్‌లను నిర్వహించగలవు.
• అధిక వేగంతో, వారు మరింత స్థిరమైన టార్క్ను అందిస్తారు.
• ఇవి అత్యంత విశ్వసనీయమైనవి.
• వారు హై-స్పీడ్ పనితీరును అందిస్తారు.
• ఇవి అస్థిర లోడ్ అప్లికేషన్‌లకు బాగా సరిపోతాయి.

AC సర్వో మోటార్స్ యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• AC సర్వో మోటార్ నియంత్రణ మరింత కష్టం.
• ఈ మోటార్లు స్థిరమైన ఓవర్లోడ్ ద్వారా విచ్ఛిన్నమవుతాయి.
• అధిక వేగంతో శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి గేర్‌బాక్స్‌లు తరచుగా అవసరం.

అప్లికేషన్లు

AC సర్వో మోటార్‌ల అప్లికేషన్‌లు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• స్థాన నియంత్రణ ముఖ్యమైనది & సాధారణంగా సెమీకండక్టర్ పరికరాలు, రోబోట్లు, ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ & మెషిన్ టూల్స్‌లో కనిపించే చోట AC సర్వో మోటార్లు వర్తిస్తాయి.
• ఈ మోటార్లు కంప్యూటర్లు & స్థాన నియంత్రణ పరికరాలలో వలె సర్వోమెకానిజంపై పనిచేసే పరికరాలలో ఉపయోగించబడతాయి.
• AC సర్వో మోటార్ మెషిన్ టూల్స్, రోబోటిక్స్ మెషినరీ & ట్రాకింగ్ సిస్టమ్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఈ సర్వో మోటార్లు వాటి సామర్థ్యం & బహుముఖ ప్రజ్ఞ కారణంగా వివిధ పరిశ్రమలలో ఉపయోగించబడతాయి.
• AC సర్వో మోటార్ అనేది వాటర్ హీటర్‌లు, ఓవెన్‌లు, పంపులు, ఆఫ్-రోడ్ వాహనాలు, గార్డెన్‌లలోని పరికరాలు మొదలైన అత్యంత సాధారణ యంత్రాలు & ఉపకరణాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇంటి చుట్టూ ప్రతిరోజూ ఉపయోగించే అనేక ఉపకరణాలు & సాధనాలు AC సర్వో మోటార్‌ల ద్వారా శక్తితో నడిచేవి.

అందువలన, ఇది ac యొక్క అవలోకనం సర్వో మోటార్లు - పని చేస్తున్నాయి అప్లికేషన్లతో. ఈ మోటార్లు సర్వోమెకానిజంపై పనిచేసే సాధనాలు మరియు మెషిన్ టూల్స్, ట్రాకింగ్ సిస్టమ్స్ & రోబోటిక్స్ వంటి అనేక అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించబడతాయి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, ఇండక్షన్ మోటార్ అంటే ఏమిటి?