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最佳答案 選擇標準:1-你需要的性能;2-你的預算;3-你能接受的交貨期 國外品牌推薦:西門子,倫茨等 1:根據(jù)負載方式及大小計算出輸出力矩,確定電機功率; 2:根據(jù)工件運行方式等計算出轉(zhuǎn)速范圍,確定電機轉(zhuǎn)速; 3:確定需要不需要剎車 4:確定輸出軸需不需要鍵槽 補充:輸出扭力方面如果轉(zhuǎn)速滿足要求首先要考慮是否加裝伺服專用減速機,這樣可以用更小功率的電機而獲得更大的輸出力矩和更佳的運行性能,而且大部分時候經(jīng)濟性也更佳 以下將介紹一些伺服電機系統(tǒng)，涉及永磁同步電機以及感應(yīng)異步電機。 　　一個伺服系統(tǒng)，不單單是一個電機。它是一個閉環(huán)的運動系統(tǒng)，包含了控制器、驅(qū)動器、電儀和反饋裝置，通常一個還配有一個光學或磁編碼器。 　　伺服系統(tǒng)能在采用永磁（permanent magnets ，PM)技術(shù)后同步機械，配以有刷或無刷PM電機，或在一個AC感應(yīng)電機上建立異步機械系統(tǒng)。 　　永磁同步電機 有較高的峰值，以及持續(xù)的扭矩，適用于精確位移系統(tǒng)的高加速度和快速減速中的驅(qū)動伺服系統(tǒng)。扭矩與輸入電流直接呈比例關(guān)系。電機軸速與輸入的電壓相關(guān)。輸入電壓越高，電機的速度就越高。扭矩和速度的比的曲線呈線性的。 　　永磁結(jié)構(gòu)與電機氣隙相關(guān)。如，無刷PM電機的結(jié)構(gòu)，包含兩個交互的磁結(jié)構(gòu)，移動的轉(zhuǎn)子（連接著永磁）和定子線圈產(chǎn)生電磁反應(yīng)，從而出現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)矩和速度。 　　三相定子場能順序產(chǎn)生能量，且PM轉(zhuǎn)子跟隨轉(zhuǎn)子場一起完成同步運動。一個特定的電子補償系統(tǒng)，用于檢查轉(zhuǎn)子位置，并為定子線圈加能量。無刷PM電機，在所有其他的電機中成為精確位移系統(tǒng)的首選，除了汽車應(yīng)用以及超大電機系統(tǒng)中。無刷PM電機是僅有的伺服電機系統(tǒng)，能用于閉環(huán)扭矩、速度或位移系統(tǒng)。 　　不同的轉(zhuǎn)子 　　AC感應(yīng)電機擁有PM無刷電機同樣的物理特性 　　的定子，但它的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全不同。鼠籠結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電機包含一系列的感應(yīng)鋁或銅條，放置在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，連接在末端線圈。 　　這些短轉(zhuǎn)子條與定子的旋轉(zhuǎn)磁場互有電磁耦合感應(yīng)，產(chǎn)生一個新的轉(zhuǎn)子場，并與定子場相互反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)子運動。 　　在同步的定子和較慢的定子場，與實際的速度之間有差異。這個速度的差異就是所謂的滑差。輸入的頻率決定了電機的速度。 　　例如，一個60 Hz、兩極的AC感應(yīng)電機，無負載時的速度近3,600 rpm，一個四極AC電機運行速度低于1,800 rpm，根據(jù)滑差值的不用而有所不同。當電機開始轉(zhuǎn)矩時，滑差增加，速度降低。 　　AC感應(yīng)電機會輸出更多的轉(zhuǎn)矩，隨著速度的降低，直至負載達到故障點，此時電機速度會遽降至零。一個固有的AC電機性能特點是，起始的轉(zhuǎn)矩較小，必須在電機起始時卸去負載。 　　隨著20世紀80年底變頻器電子驅(qū)動的出現(xiàn)，電機特有的轉(zhuǎn)矩-速度性能曲線，也發(fā)生了很大的改變。變頻器的性能是，同時改變電壓和頻率，使用可調(diào)節(jié)或可變化的速度驅(qū)動，就能重新構(gòu)建了轉(zhuǎn)矩-速度曲線，AC感應(yīng)電機是速度系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。 　　如何使用 　　驅(qū)動技術(shù)在性能上的持續(xù)提高，將無刷PM和AC感應(yīng)電機，也帶入了驅(qū)動市場的競爭，但是無刷PM電機仍然在控制領(lǐng)域中占主導地位。AC感應(yīng)電機不適應(yīng)在低速和高速中使用。 　　在伺服位移系統(tǒng)中使用一個無刷PM電機，通常采用50 kW (67 hp)或更高的功率的系統(tǒng)。AC感應(yīng)電機通常在恒速或變速系統(tǒng)中?；旌系姆桨赶到y(tǒng)比較少見。其他電機也能部分實現(xiàn)，但是在性能上超過AC感應(yīng)電機或無刷PM電機的方案較少。 　　無刷PM電機在速度控制中，對1 kW (1.37 hp)的DC有刷電機的速度控制或更小功率的應(yīng)用市場中造成了一定的沖擊。而AC感應(yīng)電機則掌控了大部分的大于1MW的應(yīng)用。 伺服電機和步進電機問答 - 1， 如何正確選擇伺服電機和步進電機？ 　　主要視具體應(yīng)用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質(zhì)（如水平還是垂直負載等），轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對端口界面 和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據(jù)此以確定電機和配用驅(qū)動器或控制器的 型號。 2， 選擇步進電機還是伺服電機系統(tǒng)？ 　　其實，選擇什么樣的電機應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況而定，各有其特點。 3， 如何配用步進電機驅(qū)動器？ 　　根據(jù)電機的電流，配用大于或等于此電流的驅(qū)動器。如果需要低振動或高精度時，可配用細分型驅(qū)動器。對于大轉(zhuǎn)矩電機，盡可能用高電壓型驅(qū)動器，以獲得良好的高速性能。 4， 2 相和 5 相步進電機有何區(qū)別，如何選擇？ 　　2 相電機成本低，但在低速時的震動較大，高速時的力矩下降快。 5 相電機則振動較小，高速性能好，比 2 相電機的速度高 30~50% ，可在部分場合取代伺服電機。 5， 何時選用直流伺服系統(tǒng)，它和交流伺服有何區(qū)別？ 　　直流伺服電機分為有刷和無刷電機。 　　有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。 　　無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝碗s，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。 　　交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。 6， 使用電機時要注意的問題？ 　　上電運行前要作如下檢查： 　　1） 電源電壓是否合適（過壓很可能造成驅(qū)動模塊的損壞）；對于直流輸入的 +/- 極性一定不能接錯，驅(qū)動控制器上的電機型號或電流設(shè)定值是否合適（開始時不要太大）； 　　2） 控制信號線接牢靠，工業(yè)現(xiàn)場最好要考慮屏蔽問題（如采用雙絞線）； 　　3） 不要開始時就把需要接的線全接上，只連成最基本的系統(tǒng)，運行良好后，再逐步連接。 　　4） 一定要搞清楚接地方法，還是采用浮空不接。 　　5） 開始運行的半小時內(nèi)要密切觀察電機的狀態(tài)，如運動是否正常，聲音和溫升情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停機調(diào)整。 7， 步進電機啟動運行時，有時動一下就不動了或原地來回動，運行時有時還會失步，是什么問題？ 　　一般要考慮以下方面作檢查： 　　1） 電機力矩是否足夠大，能否帶動負載，因此我們一般推薦用戶選型時要選用力矩比實際需要大 50%~100% 的電機，因為步進電機不能過負載運行，哪怕是瞬間，都會造成失步，嚴重時停轉(zhuǎn)或不規(guī)則原地反復動。 　　2） 上位控制器來的輸入走步脈沖的電流是否夠大（一般要 >10mA ），以使光耦穩(wěn)定導通，輸入的頻率是否過高，導致接收不到，如果上位控制器的輸出電路是 CMOS 電路，則也要選用 CMOS 輸入型的驅(qū)動器。 　　3） 啟動頻率是否太高，在啟動程序上是否設(shè)置了加速過程，最好從電機規(guī)定的啟動頻率內(nèi)開始加速到設(shè)定頻率，哪怕加速時間很短，否則可能就不穩(wěn)定，甚至處于惰態(tài)。 　　4） 電機未固定好時，有時會出現(xiàn)此狀況，則屬于正常。因為，實際上此時造成了電機的強烈共振而導致進入失步狀態(tài)。電機必須固定好。 　　5） 對于 5 相電機來說，相位接錯，電機也不能工作。 8， 我想通過通訊方式直接控制伺服電機，可以嗎？ 　　可以的，也比較方便，只是速度問題，用于對響應(yīng)速度要求不太高的應(yīng)用。如果要求快速的響應(yīng)控制參數(shù)，最好用伺服運動控制卡，一般它上面有 DSP 和高速度的邏輯處理電路，以實現(xiàn)高速高精度的運動控制。如 S 加速、多軸插補等。 9， 用開關(guān)電源給步進和直流電機系統(tǒng)供電好不好？ 　　一般最好不要，特別是大力矩電機，除非選用比需要的功率大一倍以上的開關(guān)電源。因為，電機工作時是大電感型負載，會對電源端形成瞬間的高壓。而開關(guān)電 源的過載性能不好，會保護關(guān)斷，且其精密的穩(wěn)壓性能又不需要，有時可能造成開關(guān)電源和驅(qū)動器的損壞?？梢杂贸Ｒ?guī)的環(huán)形或 R 型變壓器變壓的直流電源。 10，我想用10V或4~20mA的直流電壓來控制步進電機，可以嗎？ 　　可以，但需要另外的轉(zhuǎn)換模塊。 11， 我有一個的伺服電機帶編碼器反饋，可否用只帶測速機口的伺服驅(qū)動器控制？ 　　可以，需要配一個編碼器轉(zhuǎn)測速機信號模塊。 12， 伺服電機的碼盤部分可以拆開嗎？ 　　禁止拆開，因為碼盤內(nèi)的石英片很容易破裂，且進入灰塵后，壽命和精度都將無法保證，需要專業(yè)人員檢修。 13，步進和伺服電機可以拆開檢修或改裝嗎？ 　　不要，最好讓廠家去做，拆開后沒有專業(yè)設(shè)備很難安裝回原樣，電機的轉(zhuǎn)定子間的間隙無法保證。磁鋼材料的性能被破壞，甚至造成失磁，電機力矩大大下降。 14， 伺服控制器能夠感知外部負載的變化嗎？ 　　如遇到設(shè)定阻力時停止、返回或保持一定的推力跟進。 15，可以將國產(chǎn)的驅(qū)動器或電機和國外優(yōu)質(zhì)的電機或驅(qū)動器配用嗎？ 　　原則上是可以的，但要搞清楚電機的技術(shù)參數(shù)后才能配用，否則會大大降低應(yīng)有的效果，甚至影響長期運行和壽命。最好向供應(yīng)商咨詢后再決定。 16， 使用大于額定電壓值的直流電源電壓驅(qū)動電機安全嗎 ? 　　正常來說這不是問題，只要電機在所設(shè)定的速度和電流極限值內(nèi)運行。因為電機速度與電機線電壓成正比，因此選擇某種電源電壓不會引起過速，但可能發(fā)生驅(qū)動器等故障。 　　此外 , 必須保證電機符合驅(qū)動器的最小電感系數(shù)要求，而且還要確保所設(shè)定的電流極限值小于或等于電機的額定電流。 　　事實上，如果你能在你設(shè)計的裝置中讓電機跑地比較慢的話 ( 低于額定電壓 ) ，這是很好的。 　　以較低的電壓 ( 因此比較低的速度 ) 運行會使得電刷運轉(zhuǎn)反彈較少，而且電刷 / 換向器磨損較小，比較低的電流消耗和比較長的電機壽命。 　　另一方面，如果電機大小的***和性能的要求需要額外的轉(zhuǎn)矩及速度，過度驅(qū)動電機也是可以的，但會犧牲產(chǎn)品的使用壽命。 17， 如何為我的應(yīng)用選擇適當?shù)墓╇婋娫?? 　　推薦選擇電源電壓值比最大所需的電壓高 10%-50% 。此百分比因 Kt, Ke, 以及系統(tǒng)內(nèi)的電壓降而不同。驅(qū)動器的電流值應(yīng)該足夠傳送應(yīng)用所需的能量。記住驅(qū)動器的輸出電壓值與供電電壓不同 , 因此驅(qū)動器輸出電流也與輸入電流不相同。為確定合適的供電電流，需要計算此應(yīng)用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算即可得到所需電流值。 　　推薦選擇電源電壓值比最大所需的電壓高 10%-50% 。此百分比因 Kt, Ke, 以及系統(tǒng)內(nèi)的電壓降而不同。驅(qū)動器的電流值應(yīng)該足夠傳送應(yīng)用所需的能量。記住驅(qū)動器的輸出電壓值與供電電壓不同 , 因此驅(qū)動器輸出電流也與輸入電流不相同。為確定合適的供電電流，需要計算此應(yīng)用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算即可得到所需電流值。 18， 對于伺服驅(qū)動器我可以選擇那種工作方式？ 　　不同的模式并不全部存在于所有型號的驅(qū)動器中 19， 驅(qū)動器和系統(tǒng)如何接地？ 　　a. 如果在交流電源和驅(qū)動器直流總線（如變壓器）之間沒有隔離的話，不要將直流總線的非隔離端口或非隔離信號的地接大地，這可能會導致設(shè)備損壞和人員傷害。因為交流的公共電壓并不是對大地的，在直流總線地和大地之間可能會有很高的電壓。 　　b. 在多數(shù)伺服系統(tǒng)中，所有的公共地和大地在信號端是接在一起的。多種連接大地方式產(chǎn)生的地回路很容易受噪音影響而在不同的參考點上產(chǎn)生流。 　　c. 為了保持命令參考電壓的恒定，要將驅(qū)動器的信號地接到控制器的信號地。 它也會接到外部電源的地，這將影響到控制器和驅(qū)動器的工作（如：編碼器的 5V電源）。 　　 d.屏蔽層接地是比較困難的，有幾種方法。正確的屏蔽接地處是在其電路內(nèi)部的參考電位點上。這個點取決于噪聲源和接收是否同時接地，或者浮空。要確保屏蔽層在同一個點接地使得地電流不會流過屏蔽層。 20， 減速器為什么不能和電機正好相配在標準轉(zhuǎn)矩點? 　　如果考慮到電機產(chǎn)生的經(jīng)過減速器的最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩，許多減速比會遠遠超過減速器的轉(zhuǎn)矩等級。 　　如果我們要設(shè)計每個減速器來匹配滿轉(zhuǎn)矩，減速器的內(nèi)部齒輪會有太多組合 ( 體積較大、材料多 ) 。 　　這樣會使得產(chǎn)品價格高，且違反了產(chǎn)品的“高性能、小體積”原則。 21， 我如何選擇使用行星減速器還是正齒輪減速器? 　　行星減速器一般用于在有限的空間里需要較高的轉(zhuǎn)矩時，即小體積大轉(zhuǎn)矩，而且它的可靠性和壽命都比正齒輪減速器要好。正齒輪減速器則用于較低的電流消耗，低噪音和高效率低成本應(yīng)用。 22， 何為負載率 (duty cycle)? 　　負載率 (duty cycle) 是指電機在每個工作周期內(nèi)的工作時間 / （工作時間 + 非工作時間）的比率。如果負載率低，就允許電機以 3 倍連續(xù)電流短時間運行，從而比額定連續(xù)運行時產(chǎn)生更大的力量。 23 ，標準旋轉(zhuǎn)電機的驅(qū)動電路可以用于直線電機嗎？ 　　一般都是可以的。你可以把直線電機就當作旋轉(zhuǎn)電機，如直線步進電機、有刷、無刷和交流直線電機。具體請向供應(yīng)商咨詢。 24 ，直線電機是否可以垂直安裝，做上下運動？ 　　可以。根據(jù)用戶的要求，垂直安裝時我們可以加裝動子滑塊平衡裝置或加裝導軌抱閘剎車。 25 ，在同一個平臺上可以安裝多個動子嗎？ 　　可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。 26 ，是否可以將多個無刷電機的動子線圈安裝于同一個磁軌道上？ 　　可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。 27 ，使用直線電機比滾珠絲桿的線性電機有何優(yōu)點？ 　　由于定子和動子之間沒有機械連接，所以消除了背隙、磨損、卡死問題，運動了更高精度、高速度、高加速度、響應(yīng)快、運動平滑、控制精度高、可靠性好體積緊湊、外形高度低、長壽命、免維護等特點。 28，如何選用電動缸、滑臺、精密平臺類產(chǎn)品？其成本是如何計算的？ 　　選擇致動執(zhí)行器類產(chǎn)品關(guān)鍵要看您對運動參數(shù)有什么樣的要求，可以根據(jù)您需要的應(yīng) 用來確定具體運動參數(shù)等技術(shù)條件，這些參數(shù)要符合您的實際需要，既要滿足應(yīng)用要求并留有余地，也不要提得太高，否則其成本可能會數(shù)倍于標準型產(chǎn)品。舉例來 說，如果0.1mm精度夠用的話，就不要選0.01mm的參數(shù)。其它如負載能力、速度等也是如此。 　　另外一個給用戶的選型建議是，如果不是必須，推拉力或負重、速度、定位精度這三個主要參數(shù)不要同時要求很高，因為致動執(zhí)行器是一個高精度高技術(shù)的機電 一體化產(chǎn)品，我們在設(shè)計制造時需要從機械結(jié)構(gòu)、電氣性能、材料特性、材質(zhì)和處理方法等多方面考慮并選擇相應(yīng)的組成電機、驅(qū)動控制器和反饋裝置，以及不同精 度等級的導軌、絲桿、支撐座和其它機械系統(tǒng)，使之達到需要的整體運動參數(shù)，可謂牽一發(fā)動全身的產(chǎn)品。當然，您有高要求的產(chǎn)品需要，我們還是可以滿足，只是 成本會相應(yīng)的提高 交流伺服電機的結(jié)構(gòu)及控制原理 [ 2009-3-5 3:19:00 | By: Dony ] 與普通電機一樣，交流伺服電機也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子上有兩個繞組，即勵磁繞組和控制繞組，兩個繞組在空間相差90電角度。伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動gS控制的u／V／W三相電形成電磁場 轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較 調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度{線數(shù))。 交流伺服電機的工作原理和單相感應(yīng)電動機無本質(zhì)上的差異。但是，交流伺服電機必須具備一個性能，就是能克服交流伺服電機的所謂“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，即無控制信號時，它不應(yīng)轉(zhuǎn)動，特別是當它已在轉(zhuǎn)動時，如果控制信號消失，它應(yīng)能立即停止轉(zhuǎn)動。而普通的感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)動起來以后，如控制信號消失，往往仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動。 當電機原來處于靜止狀態(tài)時，如控制繞組不加控制電壓，此時只有勵磁繞組通電產(chǎn)生脈動磁場?？梢园衙}動磁場看成兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場以同樣的大小和轉(zhuǎn)速，向相反方向旋轉(zhuǎn)，所建立的正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場分別切割籠型繞組（或杯形壁）并感應(yīng)出大小相同，相位相反的電動勢和電流（或渦流），這些電流分別與各自的磁場作用產(chǎn)生的力矩也大小相等、方向相反，合成力矩為零，伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不起來。一旦控制系統(tǒng)有偏差信號，控制繞組就要接受與之相對應(yīng)的控制電壓。在一般情況下，電機內(nèi)部產(chǎn)生的磁場是橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。一個橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場可以看成是由兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場合成起來的。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場幅值不等（與原橢圓旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同的正轉(zhuǎn)磁場大，與原轉(zhuǎn)向相反的反轉(zhuǎn)磁場?。韵嗤乃俣?，向相反的方向旋轉(zhuǎn)。它們切割轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)的電勢和電流以及產(chǎn)生的電磁力矩也方向相反、大小不等（正轉(zhuǎn)者大，反轉(zhuǎn)者?。┖铣闪夭粸榱悖运欧姍C就朝著正轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來，隨著信號的增強，磁場接近圓形，此時正轉(zhuǎn)磁場及其力矩增大，反轉(zhuǎn)磁場及其力矩減小，合成力矩變大，如負載力矩不變，轉(zhuǎn)子的速度就增加。如果改變控制電壓的相位，即移相180o，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反，因而產(chǎn)生的合成力矩方向也相反，伺服電機將反轉(zhuǎn)。若控制信號消失，只有勵磁繞組通入電流，伺服電機產(chǎn)生的磁場將是脈動磁場，轉(zhuǎn)子很快地停下來。 為使交流伺服電機具有控制信號消失，立即停止轉(zhuǎn)動的功能，把它的轉(zhuǎn)子電阻做得特別大，使它的臨界轉(zhuǎn)差率Sk大于1。在電機運行過程中，如果控制信號降為“零”，勵磁電流仍然存在，氣隙中產(chǎn)生一個脈動磁場，此脈動磁場可視為正向旋轉(zhuǎn)磁場和反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成。一旦控制信號消失，氣隙磁場轉(zhuǎn)化為脈動磁場，它可視為正向旋轉(zhuǎn)磁場和反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成，電機即按合成特性曲線運行。由于轉(zhuǎn)子的慣性，運行點由A點移到B點，此時電動機產(chǎn)生了一個與轉(zhuǎn)子原來轉(zhuǎn)動方向相反的制動力矩。在負載力矩和制動力矩的作用下使轉(zhuǎn)子迅速停止。 必須指出，普通的兩相和三相異步電動機正常情況下都是在對稱狀態(tài)下工作，不對稱運行屬于故障狀態(tài)。而交流伺服電機則可以靠不同程度的不對稱運行來達到控制目的。這是交流伺服電機在運行上與普通異步電動機的根本區(qū)別。 就伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看，轉(zhuǎn)矩模式運算量最小，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快;位置模式運算量最大，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最慢。 　　對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調(diào)整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC，或低端運動控制器)，就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環(huán)從驅(qū)動器移到控制器上，減少驅(qū)動器的工作量，提高效率(比如大部分中高端運動控制器);如果有更好的上位控制器，還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制，把速度環(huán)也從驅(qū)動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。 　　換一種說法是： 　　1、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應(yīng)5Nm的話，當外部模擬量設(shè)定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于2.5Nm時電機不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時電機反轉(zhuǎn)(通常在有重力負載情況下產(chǎn)生)?？梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。 　　2、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機床、印刷機械等等。 　　3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。 交流伺服控制電機伺服電機控制原理 [ 來源：機電論文 | 類別：技術(shù) | 時間：2009-5-12 14:13:43 ] [字體：大 中 小] 伺服電機servomotor “伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思。“伺服電機”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機：在控制信號發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動；當控制信號發(fā)出時，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；當控制信號消失時，轉(zhuǎn)子能即時停轉(zhuǎn)。 伺服電機是自動控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機，其功能是將電信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。 　伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類 交流伺服電機的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動機（異步電機）相似。在定子上有兩個相空間位移90電角度的勵磁繞組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，達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標嚴格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點。 直流伺服電機基本構(gòu)造與一般直流電動機相似。電機轉(zhuǎn)速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動勢，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φ，均可控制直流伺服電動機的轉(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機中，勵磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應(yīng)。 　　 直流伺服電機的優(yōu)點和缺點 優(yōu)點：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡單，使用方便，價格便宜。 缺點：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜) 交流伺服電機的優(yōu)點和缺點 優(yōu)點：速度控制特性良好，在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩，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），額定運行區(qū)域內(nèi)，可實現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無電刷磨損，免維護（適用于無塵、易爆環(huán)境） 　　 缺點：控制較復雜，驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線。 直流伺服電機分為有刷和無刷電機。 有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對使用環(huán)境有要求，通常用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。 無刷電機體積小重量輕，出力大響應(yīng)快，速度高慣量小，力矩穩(wěn)定轉(zhuǎn)動平滑，控制復雜，智能化，電子換相方式靈活，可以方波或正弦波換相，電機免維護，高效節(jié)能，電磁輻射小，溫升低壽命長，適用于各種環(huán)境。 交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，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)運行場合。 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器將反饋信號傳給驅(qū)動器，對反饋值與目標值進行比較，從而調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度，伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。 什么是伺服電機？有幾種類型？工作特點是什么？ 答：伺服電動機又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。 伺服電機分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。 交流伺服電機和無刷直流伺服電機在性能上有什么區(qū)別？ 答：交流伺服電機的性能要好一些，因為交流伺服是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動?。欢鵁o刷直流伺服是梯形波控制。但無刷直流伺服實現(xiàn)控制比較簡單，便宜。 永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)的迅猛發(fā)展使直流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機 20世紀80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼不斷推出新的交流伺服電機和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(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。 永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有： ?、艧o電刷和換向器，運行更可靠，免維護保養(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MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)開始，標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，整個伺服裝置市場都轉(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，尚不能完全滿足運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器（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90年代以后，全數(shù)字正弦波控制的永磁交流伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)在傳動領(lǐng)域中的地位進一步上升。 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機，控制驅(qū)動器多采用快速、準確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國西門子、美國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 　　 日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅(qū)動器，其中D系列適用于數(shù)控機床（最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25～2.8N.m），R系列適用于機器人（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 六個系列。20世紀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)動的8051單片機控制，改為正弦波驅(qū)動的80C、154CPU和門陣列芯片控制，力矩波動由24％降低到7％，并提高了可靠性。這樣，只用了幾年時間形成了八個系列（功率范圍為0.05～6kW）較完整的體系，滿足了工作機械、搬運機構(gòu)、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等方面的不同需求。 以生產(chǎn)機床數(shù)控裝置而著名的日本法那克（Fanuc）公司，在20世紀80年代中期也推出了S系列（13個規(guī)格）和L系列（5個規(guī)格）的永磁交流伺服電動機。其中L系列有較小的轉(zhuǎn)動慣量和機械時間常數(shù)，適用于要求特別快速響應(yīng)的位置伺服系統(tǒng)。 　　日本其他廠商，例如三菱電動機（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機（SM系列）、大隈鐵工所(BL系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機（S系列）等眾多廠商也進入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競爭行列。 　　德國力士樂公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動機共有7個機座號92個規(guī)格。 　　德國西門子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動機分為標準型和短型兩大類，共8個機座號98種規(guī)格。據(jù)稱該系列交流伺服電動機與相同輸出力矩的直流伺服電動機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)動器6SC61系列，最多的可供6個軸的電動機控制。 　　德國寶石（BOSCH）公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列（17個規(guī)格）和稀土永磁的SE系列（8個規(guī)格）交流伺服電動機和Servodyn SM系列的驅(qū)動控制器。 　　美國著名的伺服裝置生產(chǎn)公司Gettys曾一度作為Gould 電子公司一個分部（Motion Control Division），生產(chǎn)M600系列的交流伺服電動機和A600 系列的伺服驅(qū)動器，后合并到AEG，恢復Gettys名稱，并推出A700全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)。 　　美國AB（ALLEN-BRADLEY）公司驅(qū)動分部生產(chǎn)的1326型鐵氧體永磁交流伺服電動機和1391型交流PWM伺服控制器，電機包括3個機座號共30個規(guī)格。 　　I.D.（Industrial Drives）是美國著名的科爾摩根（Kollmorgen）的工業(yè)驅(qū)動分部，曾生產(chǎn)BR-210、BR-310、BR-510 三個系列共41個規(guī)格的無刷伺服電動機和BDS3型伺服驅(qū)動器。自1989年起推出了全新系列設(shè)計的永磁交流伺服電動機（Goldline），包括B（小慣量）、M（中慣量）和EB（防爆型）三大類，有10、20、40、60、80五種機座號，每大類有42個規(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）三個系列，最大連續(xù)電流55A。Goldline系列代表了當代永磁交流伺服技術(shù)最新水平。 　　愛爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國外的一個分部，現(xiàn)合并到AEG，以生產(chǎn)直流伺服電動機、直流力矩電動機和伺服放大器而聞名。生產(chǎn)BHT1100、2200、3300三種機座號共17種規(guī)格的SmCo永磁交流伺服電動機和八種控制器。 　　法國Alsthom集團在巴黎的Parvex工廠生產(chǎn)LC系列（長型）和GC系列（短型）交流伺服電動機共14個規(guī)格，并生產(chǎn)AXODYN系列驅(qū)動器。 　　前蘇聯(lián)為數(shù)控機床和機器人伺服控制開發(fā)了兩個系列的交流伺服電動機。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁，有兩個機座號，每個機座號有3種鐵心長度，各有兩種繞組數(shù)據(jù)，共12個規(guī)格，連續(xù)力矩范圍為7～35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁，6個機座號17個規(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機有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三個系列，功率從0.75～4.5kW，共23種規(guī)格,MHMA系列大慣量電動機的功率范圍從0.5～5kW，有7種規(guī)格。 　　韓國三星公司近年開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服電動機及驅(qū)動系統(tǒng)，其中FAGA交流伺服電動機系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多種型號，功率從15W～5kW。 　　現(xiàn)在常采用功率變化率（Powerrate）這一綜合指標作為伺服電動機的品質(zhì)因數(shù)，衡量對比各種交直流伺服電動機和步進電動機的動態(tài)響應(yīng)性能。功率變化率表示電動機連續(xù)（額定）力矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量之比。 按功率變化率進行計算分析可知，永磁交流伺服電動機技術(shù)指標以美國I.D 的Goldline系列為最佳，德國Siemens的IFT5系列次之。 　　伺服電機原理 　　交流伺服電動機 　　交流伺服電動機定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯(lián)接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。 　　交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機械特性，無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電動機相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點。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電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)子做得細長；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)動慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用。 　　交流伺服電動機在沒有控制電壓時，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉(zhuǎn)子靜止不動。當有控制電壓時，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，在負載恒定的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉(zhuǎn)。 　　交流伺服電動機的工作原理與電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多，所以伺服電動機與電容運轉(zhuǎn)式異步電動機相比，有三個顯著特點： 　　1、起動轉(zhuǎn)矩大：由于轉(zhuǎn)子電阻大，使轉(zhuǎn)矩特性（機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此，當定子一有控制電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動，即具有起動快、靈敏度高的特點。 　　2、運行范圍寬：運行平穩(wěn)、噪音小。 3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象：運轉(zhuǎn)中的伺服電動機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉(zhuǎn)。 什么叫做控制電機或“精密傳動微特電機”？ “精密傳動微特電機”，也就是控制電機，能夠在系統(tǒng)中快速而正確地執(zhí)行頻繁變化的指令，帶動伺服機構(gòu)完成指令所期望的工作，大多能夠滿足以下要求： 1、 能頻繁啟動、停止、制動、反轉(zhuǎn)及低速運行，且機械強度高、耐熱等級高、絕緣等級高。 2、 快速相應(yīng)能力好，轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)動慣量小，時間常數(shù)小。 3、 帶有驅(qū)動器和控制器（如伺服電機、步進電機），控制性能良好。 4、 高可靠性，高精度。 “精密傳動微特電機”的類別、結(jié)構(gòu)和性能 1、交流伺服電機 （1）籠型兩相交流伺服電機（細長籠型轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流小、小功率伺服、低速運轉(zhuǎn)不夠平滑） （2）非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機（空心杯轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流較大、小功率伺服、低速運轉(zhuǎn)平滑） （3） 鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機（鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大、齒槽效應(yīng)小、運行平穩(wěn)） （4）同步型永磁交流伺服電機（由永磁同步電機、測速機及位置檢測元件同軸一體機組，定子為3相或2相，磁性材料轉(zhuǎn)子，必須配驅(qū)動器；調(diào)速范圍寬、機械特性由恒轉(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)矩波動小；有方波驅(qū)動和正弦波驅(qū)動兩種方式，控制性能好，為機電一體化產(chǎn)品） （5）異步型三相交流伺服電機（轉(zhuǎn)子與籠型異步電機相似，必須配驅(qū)動器，采用矢量控制，擴大了恒功率調(diào)速范圍，多用于機床主軸調(diào)速系統(tǒng)） 2、直流伺服電機 （1）印制繞組直流伺服電機（盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，無齒槽效應(yīng)，無飽和效應(yīng)，輸出轉(zhuǎn)矩大） （2）線繞盤式直流伺服電機（盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機，效率高，輸出轉(zhuǎn)矩大） （3）杯型電樞永磁直流電機（空心杯轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，適用于增量運動伺服系統(tǒng)） （4）無刷直流伺服電機（定子為多相繞組，轉(zhuǎn)子為永磁式，帶轉(zhuǎn)子位置傳感器，無火花干擾，壽命長，噪聲低） 3、力矩電機 （1）直流力矩電機（扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導體數(shù)多；輸出轉(zhuǎn)矩大，低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作，機械和調(diào)節(jié)特性好，機電時間常數(shù)?。? （2）無刷直流力矩電機（與無刷直流伺服電機結(jié)構(gòu)相似，但為扁平狀，極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導體數(shù)多；輸出轉(zhuǎn)矩大，機械和調(diào)節(jié)特性好，壽命長，無火花，噪聲低） （3）籠型交流力矩電機（籠型轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，啟動轉(zhuǎn)矩大，機電時間常數(shù)小，可長期堵轉(zhuǎn)運行，機械特性較軟） （4）實心轉(zhuǎn)子交流力矩電機（鐵磁材料實心轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，可長期堵轉(zhuǎn)，運行平滑，機械特性較軟） 4、步進電機 （1）反應(yīng)式步進電機（定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，轉(zhuǎn)子鐵心上無繞組，定子上有控制繞組；步距角小，啟動與運行頻率較高，步距角精度較低，無自鎖力矩） （2）永磁步進電機（永磁式轉(zhuǎn)子，徑向磁化極性；步距角大，啟動與運行頻率低，有保持轉(zhuǎn)矩，消耗功率比反應(yīng)式小，但須供正、負脈沖電流） （3）混合式步進電機（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） 5、開關(guān)磁阻電機（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)式步進電機結(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關(guān)，調(diào)速范圍小，噪聲大，機械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵特性區(qū)三部分組成） 6、直線電機（結(jié)構(gòu)簡單，導軌等可作為二次導體，適用于直線往復運動；高速伺服性能好，功率因數(shù)和效率高，恒速運行性能優(yōu)） 交流異步伺服電機的規(guī)格與性能 項目 規(guī)格與性能 結(jié)構(gòu)型式 籠型感應(yīng)電動機 冷卻方式 小型機：全封閉；中型機：全封閉外扇冷型與防護強迫通風型 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 瞬時最大轉(zhuǎn)矩 500% 能率 4.25-11kw/s；44-293kw/s；516-860kw/s 轉(zhuǎn)子GD 0.0001-0.005kg.cm；0.01-0.15kg.cm；0.15-0.32kg.cm 適用負載GD 電動機GD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 負載變動（0%-100%）?0.1%；電源變動（10%）?0.1% 冷卻方式 小型機用自冷式；中型機用強制風冷式 保護功能 過電壓，過電流，過載，速度，溫升，編碼器 適用環(huán)境 環(huán)境空氣溫度0-50C，環(huán)境空氣濕度85%以下，海拔1000米以下 交流永磁伺服電機的規(guī)格與性能 項目 規(guī)格與性能 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，電力三極管交流器（方形波或等效正 弦波=PWM）無觸點轉(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 保護全滴型或全封閉型較多 額定時間 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內(nèi)部。多為恒轉(zhuǎn)速特性（精度可達正負0.5%） 轉(zhuǎn)矩脈動比直流電動機大 效率 50%-80%，無因控制引起的損耗，減速時仍有較高的效率 啟動特性 啟動轉(zhuǎn)矩大于100%，瞬時最大轉(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啟動法，小型機可直接啟動 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 能耗制動和反接制動較為簡單 正反轉(zhuǎn) 可通過改變轉(zhuǎn)子位置檢測信號順序?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，實現(xiàn)無觸點控 制而不必切換主電路 其他優(yōu)點 因為無刷，是可靠性很高的電動機 把三極管控制器置于電動機上，可獲得小型恒轉(zhuǎn)速電動機 與負載的連接 用柔性聯(lián)接器直連，齒輪鏈接，皮帶連接等，無限制。 負載轉(zhuǎn)動慣量小于電動機轉(zhuǎn)動慣量的5倍 維護 除軸承外無需維護 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 因使用了半導體元器件，對周圍溫度需加以限制；因轉(zhuǎn)矩脈動 較大需注意低速運行情況 運行輔助設(shè)備 除直流電源外，還需斷路器、熔斷器等保護裝置以及速度控制 時的調(diào)壓直流電源 用途 機床、機器人、測量儀器、自動化儀表、音響設(shè)備、辦公設(shè)備 以及計算機的磁帶傳送機等 來源：[http://www.jdzj.com]機電之家機電行業(yè)電子商務(wù)平臺！ 隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。在控制方式上用脈沖串和方向信號實現(xiàn)。 一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉(zhuǎn)矩控制方式，位置控制方式 。 速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發(fā)脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求，滿足何種運動功能來選擇。 如果您對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩，當然是用轉(zhuǎn)矩模式。 如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心，用轉(zhuǎn)矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者，基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。 就伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看，轉(zhuǎn)矩模式運算量最小，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快；位置模式運算量最大，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最慢。 對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調(diào)整。那么如果控制器本身的運算速度很慢（比如PLC，或低端運動控制器），就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環(huán)從驅(qū)動器移到控制器上，減少驅(qū)動器的工作量，提高效率（比如大部分中高端運動控制器）；如果有更好的上位控制器，還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制，把速度環(huán)也從驅(qū)動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。 換一種說法是： 1、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應(yīng)5Nm的話，當外部模擬量設(shè)定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于2.5Nm時電機不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時電機反轉(zhuǎn)（通常在有重力負載情況下產(chǎn)生）?？梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。 2、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機床、印刷機械等等。 3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。