交流伺服控制電機(jī)伺服電機(jī)控制原理

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1、 交流伺服控制電機(jī)伺服電機(jī)控制原理 “伺服”一詞源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思。“伺服電機(jī)”可以理解為絕對(duì)服從控制信號(hào)指揮的電機(jī)：在控制信號(hào)發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。 伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī)，其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。 　伺服電機(jī)分為交流伺服和直流伺服兩大類(lèi) 交流伺服電機(jī)的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（異步電機(jī)）相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電機(jī)具有運(yùn)

2、行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線(xiàn)性度指標(biāo)嚴(yán)格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點(diǎn)。 直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動(dòng)勢(shì)，K為常數(shù)，j為每極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變?chǔ)?，均可控制直流伺服電?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線(xiàn)性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。 　　 直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控

3、制原理簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。 缺點(diǎn)：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜) 交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：速度控制特性良好，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無(wú)振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制（取決于編碼器精度），額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無(wú)電刷磨損，免維護(hù)（適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境） 　　 缺點(diǎn)：控制較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線(xiàn)。 直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。 有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁

4、干擾，對(duì)使用環(huán)境有要求，通常用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。 無(wú)刷電機(jī)體積小重量輕，出力大響應(yīng)快，速度高慣量小，力矩穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，控制復(fù)雜，智能化，電子換相方式靈活，可以方波或正弦波換相，電機(jī)免維護(hù)，高效節(jié)能，電磁輻射小，溫升低壽命長(zhǎng)，適用于各種環(huán)境。 交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，其功率范圍大，功率可以做到很大，大慣量，最高轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)速隨功率增大而勻速下降，適用于低速平穩(wěn)運(yùn)行場(chǎng)合。 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器將反饋信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)器，對(duì)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)

5、行比較，從而調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線(xiàn)數(shù)）。 什么是伺服電機(jī)？有幾種類(lèi)型？工作特點(diǎn)是什么？ 答：伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。 伺服電機(jī)分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。 交流伺服電機(jī)和無(wú)刷直流伺服電機(jī)在性能上有什么區(qū)別？ 答：交流伺服電機(jī)的性能要好一些，因?yàn)榻涣魉欧钦也刂疲D(zhuǎn)矩脈動(dòng)?。欢鵁o(wú)刷直流伺服是梯形波控制。但無(wú)刷直流伺服實(shí)現(xiàn)控制比較簡(jiǎn)單，便宜。 永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技

6、術(shù)的迅猛發(fā)展使直流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機(jī) 20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠(chǎng)商相繼不斷推出新的交流伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使直流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機(jī)。 永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有： ?、艧o(wú)電刷和換向器，運(yùn)行更可靠，免維護(hù)保養(yǎng)。 ?、贫ㄗ永@組發(fā)熱大大減少。 ?、菓T量小，系統(tǒng)快速響應(yīng)性好。 　⑷高速大力矩工作狀態(tài)好。 ⑸相同功率下體積小重量輕。 永磁交流伺服系統(tǒng)的興起和現(xiàn)狀 自從德國(guó)MAN

7、NESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上正式推出MAC永磁交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始，標(biāo)志著新一代交流伺服技術(shù)已經(jīng)成熟。到1980年代中后期，各大公司都已有了完整的系列產(chǎn)品，整個(gè)伺服裝置市場(chǎng)都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)控制的要求，近年來(lái)隨著微處理器、新型數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可由軟件完成。到20世紀(jì)90年代以后，全數(shù)字正弦波控制的永磁交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在傳動(dòng)領(lǐng)域中的地位進(jìn)一步上升。 目前高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)

8、機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠(chǎng)家如德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)科爾摩根和日本松下及安川等公司。 永磁交流伺服系統(tǒng)各主要生產(chǎn)商概況 　　 日本安川電機(jī)制作所推出的小型交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，其中D系列適用于數(shù)控機(jī)床（最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25～2.8N.m），R系列適用于機(jī)器人（最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，力矩為0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個(gè)系列。20世紀(jì)90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩形波驅(qū)動(dòng)的8051單片機(jī)控制，改為正弦波驅(qū)動(dòng)的80C、154CPU和門(mén)陣列芯片控制，力矩波動(dòng)由24％降低到7

9、％，并提高了可靠性。這樣，只用了幾年時(shí)間形成了八個(gè)系列（功率范圍為0.05～6kW）較完整的體系，滿(mǎn)足了工作機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線(xiàn)機(jī)等方面的不同需求。 以生產(chǎn)機(jī)床數(shù)控裝置而著名的日本法那克（Fanuc）公司，在20世紀(jì)80年代中期也推出了S系列（13個(gè)規(guī)格）和L系列（5個(gè)規(guī)格）的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)。其中L系列有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和機(jī)械時(shí)間常數(shù)，適用于要求特別快速響應(yīng)的位置伺服系統(tǒng)。 　　日本其他廠(chǎng)商，例如三菱電動(dòng)機(jī)（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機(jī)（SM系列）、大隈鐵工所(BL

10、系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機(jī)（S系列）等眾多廠(chǎng)商也進(jìn)入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)行列。 　　德國(guó)力士樂(lè)公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動(dòng)機(jī)共有7個(gè)機(jī)座號(hào)92個(gè)規(guī)格。 　　德國(guó)西門(mén)子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)型和短型兩大類(lèi)，共8個(gè)機(jī)座號(hào)98種規(guī)格。據(jù)稱(chēng)該系列交流伺服電動(dòng)機(jī)與相同輸出力矩的直流伺服電動(dòng)機(jī)IHU系列相比，重量只有后者的1／2，配套的晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器6SC61系列，最多的可供6個(gè)軸的電動(dòng)機(jī)控制。 　　德國(guó)博世（BOSCH）公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列（17個(gè)規(guī)格）和稀土永磁的SE系

11、列（8個(gè)規(guī)格）交流伺服電動(dòng)機(jī)和Servodyn SM系列的驅(qū)動(dòng)控制器。 　　美國(guó)著名的伺服裝置生產(chǎn)公司Gettys曾一度作為Gould 電子公司一個(gè)分部（Motion Control Division），生產(chǎn)M600系列的交流伺服電動(dòng)機(jī)和A600 系列的伺服驅(qū)動(dòng)器，后合并到AEG，恢復(fù)Gettys名稱(chēng)，并推出A700全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)。 　　美國(guó)AB（ALLEN-BRADLEY）公司驅(qū)動(dòng)分部生產(chǎn)的1326型鐵氧體永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和1391型交流PWM伺服控制器，電機(jī)包括3個(gè)機(jī)座號(hào)共30個(gè)規(guī)格。 　　I.D.（Industrial Drives）是美國(guó)著名的科爾摩根（Kollmo

12、rgen）的工業(yè)驅(qū)動(dòng)分部，曾生產(chǎn)BR-210、BR-310、BR-510 三個(gè)系列共41個(gè)規(guī)格的無(wú)刷伺服電動(dòng)機(jī)和BDS3型伺服驅(qū)動(dòng)器。自1989年起推出了全新系列設(shè)計(jì)的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)（Goldline），包括B（小慣量）、M（中慣量）和EB（防爆型）三大類(lèi)，有10、20、40、60、80五種機(jī)座號(hào)，每大類(lèi)有42個(gè)規(guī)格，全部采用釹鐵硼永磁材料，力矩范圍為0.84～111.2N.m，功率范圍為0.54～15.7kW。配套驅(qū)動(dòng)器有BDS4（模擬型）、BDS5（數(shù)字型、含位置控制）和Smart Drive（數(shù)字型）三個(gè)系列，最大連續(xù)電流55A。Goldline系列代表了當(dāng)代永磁交流伺服技術(shù)最新水平

13、。 　　愛(ài)爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國(guó)外的一個(gè)分部，現(xiàn)合并到AEG，以生產(chǎn)直流伺服電動(dòng)機(jī)、直流力矩電動(dòng)機(jī)和伺服放大器而聞名。生產(chǎn)BHT1100、2200、3300三種機(jī)座號(hào)共17種規(guī)格的SmCo永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和八種控制器。 　　法國(guó)Alsthom集團(tuán)在巴黎的Parvex工廠(chǎng)生產(chǎn)LC系列（長(zhǎng)型）和GC系列（短型）交流伺服電動(dòng)機(jī)共14個(gè)規(guī)格，并生產(chǎn)AXODYN系列驅(qū)動(dòng)器。 　　前蘇聯(lián)為數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人伺服控制開(kāi)發(fā)了兩個(gè)系列的交流伺服電動(dòng)機(jī)。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁，有兩個(gè)機(jī)座號(hào)，每個(gè)機(jī)座號(hào)有3種鐵心長(zhǎng)度，各有兩種繞組數(shù)據(jù)，共12個(gè)規(guī)格，連續(xù)力矩范圍為7～35N

14、.m。2ДBy系列采用稀土永磁，6個(gè)機(jī)座號(hào)17個(gè)規(guī)格，力矩范圍為0.1～170N.m，配套的是3ДБ型控制器。 　　近年日本松下公司推出的全數(shù)字型MINAS系列交流伺服系統(tǒng)，其中永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)有MSMA系列小慣量型，功率從0.03～5kW，共18種規(guī)格；中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個(gè)系列，功率從0.75～4.5kW，共23種規(guī)格,MHMA系列大慣量電動(dòng)機(jī)的功率范圍從0.5～5kW，有7種規(guī)格。 　　韓國(guó)三星公司近年開(kāi)發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中FAGA交流伺服電動(dòng)機(jī)系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSM

15、X多種型號(hào)，功率從15W～5kW。 　　現(xiàn)在常采用功率變化率（Powerrate）這一綜合指標(biāo)作為伺服電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)因數(shù)，衡量對(duì)比各種交直流伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。功率變化率表示電動(dòng)機(jī)連續(xù)（額定）力矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比。 按功率變化率進(jìn)行計(jì)算分析可知，永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)以美國(guó)I.D 的Goldline系列為最佳，德國(guó)Siemens的IFT5系列次之。 　　伺服電機(jī)原理 　　交流伺服電動(dòng)機(jī) 　　交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個(gè)是控制繞組L，

16、聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。 　　交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線(xiàn)性的機(jī)械特性，無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電動(dòng)機(jī)相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子做得細(xì)長(zhǎng)；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁僅0.2-0.3mm，空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用。 　　交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子靜

17、止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，在負(fù)載恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。 　　交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多，所以伺服電動(dòng)機(jī)與電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)相比，有三個(gè)顯著特點(diǎn)： 　　1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大：由于轉(zhuǎn)子電阻大，使轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性）更接近于線(xiàn)性，而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)定子一有控制電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。 　　2、運(yùn)行范圍寬：運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。 3、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象：運(yùn)轉(zhuǎn)中的伺服電動(dòng)機(jī)，只要失去控制電壓，

18、電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 什么叫做控制電機(jī)或“精密傳動(dòng)微特電機(jī)”？ “精密傳動(dòng)微特電機(jī)”，也就是控制電機(jī)，能夠在系統(tǒng)中快速而正確地執(zhí)行頻繁變化的指令，帶動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)完成指令所期望的工作，大多能夠滿(mǎn)足以下要求： 1、 能頻繁啟動(dòng)、停止、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)及低速運(yùn)行，且機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱等級(jí)高、絕緣等級(jí)高。 2、 快速相應(yīng)能力好，轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，時(shí)間常數(shù)小。 3、 帶有驅(qū)動(dòng)器和控制器（如伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)），控制性能良好。 4、 高可靠性，高精度。 “精密傳動(dòng)微特電機(jī)”的類(lèi)別、結(jié)構(gòu)和性能 1、交流伺服電機(jī) （1）籠型兩相交流伺服電機(jī)（細(xì)長(zhǎng)籠型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線(xiàn)性、體積和勵(lì)磁電流

19、小、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平滑） （2）非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)（空心杯轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線(xiàn)性、體積和勵(lì)磁電流較大、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)平滑） （3） 鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)（鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線(xiàn)性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、齒槽效應(yīng)小、運(yùn)行平穩(wěn)） （4）同步型永磁交流伺服電機(jī)（由永磁同步電機(jī)、測(cè)速機(jī)及位置檢測(cè)元件同軸一體機(jī)組，定子為3相或2相，磁性材料轉(zhuǎn)子，必須配驅(qū)動(dòng)器；調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成，可連續(xù)堵轉(zhuǎn)，快速相應(yīng)性能好，輸出功率大，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)?。挥蟹讲?qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)兩種方式，控制性能好，為機(jī)電一體化產(chǎn)品） （5）異步型三相交流伺服電機(jī)（轉(zhuǎn)子與籠

20、型異步電機(jī)相似，必須配驅(qū)動(dòng)器，采用矢量控制，擴(kuò)大了恒功率調(diào)速范圍，多用于機(jī)床主軸調(diào)速系統(tǒng)） 2、直流伺服電機(jī) （1）印制繞組直流伺服電機(jī)（盤(pán)形轉(zhuǎn)子、盤(pán)形定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，無(wú)齒槽效應(yīng)，無(wú)飽和效應(yīng)，輸出轉(zhuǎn)矩大） （2）線(xiàn)繞盤(pán)式直流伺服電機(jī)（盤(pán)形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機(jī)，效率高，輸出轉(zhuǎn)矩大） （3）杯型電樞永磁直流電機(jī)（空心杯轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適用于增量運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng)） （4）無(wú)刷直流伺服電機(jī)（定子為多相繞組，轉(zhuǎn)子為永磁式，帶轉(zhuǎn)子位置傳感器，無(wú)火花干擾，壽命長(zhǎng)，噪聲低） 3、力矩電機(jī) （1）直流力矩電機(jī)（扁平

21、結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多；輸出轉(zhuǎn)矩大，低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作，機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好，機(jī)電時(shí)間常數(shù)?。? （2）無(wú)刷直流力矩電機(jī)（與無(wú)刷直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)相似，但為扁平狀，極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多；輸出轉(zhuǎn)矩大，機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好，壽命長(zhǎng)，無(wú)火花，噪聲低） （3）籠型交流力矩電機(jī)（籠型轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn)運(yùn)行，機(jī)械特性較軟） （4）實(shí)心轉(zhuǎn)子交流力矩電機(jī)（鐵磁材料實(shí)心轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn)，運(yùn)行平滑，機(jī)械特性較軟） 4、步進(jìn)電機(jī) （1）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，轉(zhuǎn)子鐵心上無(wú)繞組，定子上有控制繞組；步距角小，啟動(dòng)與運(yùn)行頻率

22、較高，步距角精度較低，無(wú)自鎖力矩） （2）永磁步進(jìn)電機(jī)（永磁式轉(zhuǎn)子，徑向磁化極性；步距角大，啟動(dòng)與運(yùn)行頻率低，有保持轉(zhuǎn)矩，消耗功率比反應(yīng)式小，但須供正、負(fù)脈沖電流） （3）混合式步進(jìn)電機(jī)（永磁式轉(zhuǎn)子，軸向磁化極性；步距角精度高，有保持轉(zhuǎn)矩，輸入電流小，兼有反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)） 5、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，都為凸極式，與極數(shù)相接近的大步距反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)相似，帶有轉(zhuǎn)子位置傳感器，轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無(wú)關(guān)，調(diào)速范圍小，噪聲大，機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵(lì)特性區(qū)三部分組成） 6、直線(xiàn)電機(jī)（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)軌等可作為二次導(dǎo)體，適用于直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；高速伺服性能好，功率因數(shù)和效

23、率高，恒速運(yùn)行性能優(yōu)） 交流異步伺服電機(jī)的規(guī)格與性能 項(xiàng)目 規(guī)格與性能 結(jié)構(gòu)型式 籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 冷卻方式 小型機(jī)：全封閉；中型機(jī)：全封閉外扇冷型與防護(hù)強(qiáng)迫通風(fēng)型 額定功率 0.1-1.5kw；2.2-22kw；30-55kw 額定轉(zhuǎn)矩 0.33-7.3N.M；10.7-107.8N.M；117-269N.M 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min；3000r/min；2000r/min 額定電壓 80-120V；120V；150V 瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩 500% 能率 4.25-11kw/s；44-293kw/s；516-860kw/s 轉(zhuǎn)子GD2 0.0001-0.

24、005kg.cm2；0.01-0.15kg.cm2；0.15-0.32kg.cm2 適用負(fù)載GD2 電動(dòng)機(jī)GD2的5倍 頻率特性 50-100HZ 電源電壓 三相交流80-200V 控制方式 晶體管式等效正弦波PWM控制 調(diào)速范圍 1比1000 調(diào)速精度 負(fù)載變動(dòng)（0%-100%）?±0.1%；電源變動(dòng)（±10%）?±0.1% 冷卻方式 小型機(jī)用自冷式；中型機(jī)用強(qiáng)制風(fēng)冷式 保護(hù)功能 過(guò)電壓，過(guò)電流，過(guò)載，速度，溫升，編碼器 適用環(huán)境 環(huán)境空氣溫度0-50oC，環(huán)境空氣濕度85%以下，海拔1000米以下 交流永磁伺服電機(jī)的規(guī)格與性能 項(xiàng)目 規(guī)格

25、與性能 電源 穩(wěn)定電壓或調(diào)壓直流電源（蓄電池、整流器）；6.3-48V60-120V 主要構(gòu)成設(shè)備 兩相或三相永磁同步電機(jī)，電力三極管交流器（方形波或等效正 弦波=PWM）無(wú)觸點(diǎn)轉(zhuǎn)子位置傳感器以及放大器 額定功率 0.5w-0.75kw-2.9kw 額定轉(zhuǎn)速 1000-3000r/min,也可20000r/min以上 結(jié)構(gòu)型式 保護(hù)全滴型或全封閉型較多 額定時(shí)間 連續(xù)額定 輸出特性 恒轉(zhuǎn)矩特性 轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性 加減恒轉(zhuǎn)矩特性 調(diào)速范圍0%-100% 速度控制裝置置于電機(jī)內(nèi)部。多為恒轉(zhuǎn)速特性（精度可達(dá)正負(fù)0.5%） 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比直

26、流電動(dòng)機(jī)大 效率 50%-80%，無(wú)因控制引起的損耗，減速時(shí)仍有較高的效率 啟動(dòng)特性 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于100%，瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩大于300%，轉(zhuǎn)矩與電流成比例 采用逐漸升高電壓的降壓?jiǎn)?dòng)法，小型機(jī)可直接啟動(dòng) 速度控制 改變電力三極管變流器的直流輸入電壓調(diào)速 制動(dòng) 能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)較為簡(jiǎn)單 正反轉(zhuǎn) 可通過(guò)改變轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)順序?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)控 制而不必切換主電路 其他優(yōu)點(diǎn) 因?yàn)闊o(wú)刷，是可靠性很高的電動(dòng)機(jī) 把三極管控制器置于電動(dòng)機(jī)上，可獲得小型恒轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī) 與負(fù)載的連接 用柔性聯(lián)接器直連，齒輪鏈接，皮帶連接等，無(wú)限制。 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的5倍 維護(hù) 除軸承外無(wú)需維護(hù) 使用環(huán)境 可適用惡劣環(huán)境，但不適于高溫環(huán)境 使用注意事項(xiàng) 因使用了半導(dǎo)體元器件，對(duì)周?chē)鷾囟刃杓右韵拗疲灰蜣D(zhuǎn)矩脈動(dòng) 較大需注意低速運(yùn)行情況 運(yùn)行輔助設(shè)備 除直流電源外，還需斷路器、熔斷器等保護(hù)裝置以及速度控制 時(shí)的調(diào)壓直流電源 用途 機(jī)床、機(jī)器人、測(cè)量?jī)x器、自動(dòng)化儀表、音響設(shè)備、辦公設(shè)備 以及計(jì)算機(jī)的磁帶傳送機(jī)等 （注：文檔可能無(wú)法思考全面，請(qǐng)瀏覽后下載，供參考?？蓮?fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注?。?