交流伺服电机及其调速分类和特点
伺服电机的驱动方式及特点
伺服电机的驱动方式及特点伺服电机是一种采用反馈控制系统的电动机，具有高精度、高速度、高可靠性等优点，广泛应用于数控机床、机器人、印刷设备、医疗设备等领域。
伺服电机的驱动方式及特点对其性能起着至关重要的作用，下面将就伺服电机的驱动方式和特点进行详细介绍。
1. 伺服电机的驱动方式（1）开环控制开环控制是指在伺服系统中没有反馈控制的情况下，只通过输入控制信号来驱动伺服电机。
开环控制简单、成本低，但无法对电机运行状况进行实时监测和调整，容易受到外部干扰影响，精度和稳定性较差。
（2）闭环控制闭环控制是指在伺服系统中通过反馈控制来实现电机的精准驱动。
通过传感器不断监测电机的位置、速度和转矩等参数，并将反馈信息送回控制系统，实现对电机运行状态的实时调整和控制。
闭环控制能够有效提高伺服电机的精度、快速响应和稳定性，是目前应用较为广泛的控制方式。
2. 伺服电机的特点（1）高精度伺服电机采用闭环控制，能够实时监测电机的位置、速度和转矩等参数，具有极高的定位精度和重复定位精度，适用于对精度要求较高的工业领域。
（2）高速度伺服电机响应速度快，启动、停止和调速均非常迅速，能够在短时间内完成加速、减速等动作，适用于对速度要求较高的应用场合。
（3）高可靠性伺服电机具有很高的稳定性和可靠性，能够长时间稳定运行且寿命较长，减少了设备的维护成本和故障率，同时提高了设备的稳定性和运行效率。
综上所述，伺服电机的驱动方式及特点对其在工业自动化领域的应用起着重要的作用。
选择合适的驱动方式和充分发挥其特点，能够有效提高生产效率、产品质量和设备稳定性，满足不同行业对电机精确控制的需求。
希望本文对您了解伺服电机有所帮助。
伺服电机知识汇总(直流-交流伺服电机)
伺服电机知识汇总（直流/交流伺服电机）伺服电机servomotor“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。
“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动;当控制信号发出时，转子立即转动;当控制信号消失时，转子能即时停转。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。
在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。
交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%～15%和小于15%～25%)等特点。
直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。
电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E 为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。
直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
直流伺服电机的优点和缺点优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。
缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)交流伺服电机的优点和缺点优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制(取决于编码器精度)，额定运行区域内，可。
交流伺服电机的作用
交流伺服电机的作用1. 什么是交流伺服电机？交流伺服电机是一种带有反馈控制系统的电机，可以实现高性能位置控制和速度控制。
通过控制电机的电流和电压，可以精确地控制电机的转速和位置。
交流伺服电机广泛应用于工业自动化领域，如机器人、数控机床、自动化生产线等。
2. 交流伺服电机的作用交流伺服电机在工业自动化中发挥着重要作用，其主要作用包括：•高精度位置控制：交流伺服电机通过反馈控制系统可以实现高精度的位置控制，可以精确控制电机的转角和位置，适用于对位置精度要求较高的应用场景。
•高动态响应：交流伺服电机具有快速的动态响应特性，能够迅速响应控制信号的变化，实现快速启动、停止和准确的速度控制，适用于需要频繁启停和高速运动的场合。
•载荷变化自适应能力：交流伺服电机可以根据负载的变化自动调节输出功率，使其适应不同工作负载的要求，从而保证系统稳定性和工作效率。
•节能环保：交流伺服电机采用先进的调速控制技术，可以根据实际负载情况智能调节输出功率，有效节能降耗，减少能源浪费，符合现代工业发展的节能环保要求。
•可靠性高：交流伺服电机结构简单，运行稳定，故障率低，工作寿命长，能够保证工业生产设备的连续稳定运行。
3. 交流伺服电机的应用领域交流伺服电机广泛应用于各种工业领域，包括但不限于：1.机床加工：用于数控机床、加工中心等设备的主轴驱动和运动控制。
2.机器人技术：用于各类工业机器人的多轴控制、精准定位和动作控制。
3.自动化生产线：用于传送带、装配线等自动化设备的驱动和位置调节。
4.制造业装备：包括包装机械、注塑机械、纺织机械等的动力控制和运动控制。
5.医疗设备：用于影像设备、手术机器人、床边监护设备等的定位控制和运动控制。
4. 结语交流伺服电机作为一种先进的电机控制技术，具有高精度、高响应、自适应能力强、节能环保等优势，在工业自动化领域发挥着重要作用。
随着工业自动化的不断发展，交流伺服电机的应用范围将进一步扩大，持续发挥其在提升生产效率和产品质量方面的价值。
交流伺服电机与普通电机区别
交流伺服电机与普通电机区别交流伺服电机与普通电机有很多区别：1、根据电机的不同应用领域，电机的种类很多，交流伺服电机属于控制类电机。
伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。
伺服电机的构造与普通电机是有区别的，带编码器反馈闭环控制，能满足快速响应和准确定位。
现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服，这种电机受工艺限制，很难做到很大的功率，十几Kw以上的同步伺服电机价格很贵，在这样的现场应用，多采用交流异步伺服电机，往往采用变频器驱动。
2、电机的材料、结构和加工工艺，交流伺服电机要远远高于变频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机）。
就是说当伺服驱动器输出电流、电压、频率变化很快时，伺服电机能产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机。
当然不是说变频器输出不了变化那么快的电源信号，而是电机本身就反应不了，所以在变频器的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。
3、交流电机一般分为同步和异步电机：（1）、交流同步电机：就是转子是由永磁材料构成，所以转动后，随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而且转子速度=定子速度，所以称“同步”。
（2）、交流异步电机：转子由感应线圈和材料构成。
转动后，定子产生旋转磁场，磁场切割定子的感应线圈，转子线圈产生感应电流，进而转子产生感应磁场，感应磁场追随定子旋转磁场的变化，但转子的磁场变化永远小于定子的变化，一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈，转子线圈中也就没有了感应电流，转子磁场消失，转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。
所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。
（3）、对应交流同步和异步电机，变频器就有相应的同步变频器和异步变频器，伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服。
当然变频器里交流异步变频常见，伺服则交流同步伺服常见。
4、交流伺服电机与普通电机还有很多区别，可以参考一下《电机学》方面的书籍；普通电机通常功率很大，尤其是启动电流很大，伺服驱动器的电流容量不能满足要求。
伺服系统的分类及其工作原理和性能特点分析
伺服系统的分类及其工作原理和性能特点分析2011-12-19 17:16:32| 分类：默认分类|字号大中小订阅伺服系统是输入控制输出的一种自动控制系统，它可以严格的现实输出变量精确地跟随或复现输入变量，一般情况下，它的控制对象为机械位置或角度，现在的工业控制中，很多大的设备设施都需要现实自动控制和精确高精度的控制，这样就导致其得到了十分广泛应用。
一般有三种基本控制方式，即位置、速度、力矩控制方式。
通常位置和速度控制用得比较多。
在伺服系统中，控制电路十分关键，它直接影响到系统的性能品质。
由于上面的分析可以看出，它对于工业控制、自动化、自动控制、工控等领域，使用的频率还是很高的。
下面我们来深入的分析一下什么是伺服系统，伺服系统的分类，并分析各种伺服系统的工作原理和性能及特点比较，通过总结这些基础知识，希望能给大家的学习带来帮助和参考。
伺服系统的分类、原理和特点(1) 按调节理论分类A、开环--即无位置反馈的系统，其驱动元件主要是功率步进电机或液压脉冲马达。
它的结构简单、易于控制，但缺点是精度差，低速不平稳，扭矩小。
一般用于轻载负载变化不大或经济型数控机床上。
在这种系统中，如果是大功率驱动时，用步进电机作为执行元件。
驱动电路的主要任务是将指令脉冲转化为驱动执行元件所需的信号。
B、闭环---误差控制随动随动系统。
数控机床进给系统的误差，是CNC输出的位置指令和机床工作台实际位置的差值。
闭环系统运动执行元件不能反映运动的位置，因此需要有位置检测装置。
由于是反馈控制，反馈测量装置精度很高，所以系统传误差可得到补偿，提高了跟随精度和定位精度。
主要由执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路和机床5部分组成。
比较环节的作用是将指令信号和反馈信号进行比较，两者的差值作为伺服系统的跟随误差，经驱动电路，控制执行元件带动工作台继续移动，直到跟随误差为零。
C、半闭环---半闭环和闭环系统的控制结构是一致的，不同点只是闭环系统环内包括较多的机械传动部件，传动误差均可被补偿。
第五章交流伺服电动机
圆形磁场
3.幅值相位控制（电容控制）
激磁回路串联电容后接到相位和幅值都不变的激磁电源， 当改变控制电压幅值时，由于激磁回路电流发生变化，使激 磁绕组及其串联电容上的电压分布发生变化，从而使控制电 压与激磁绕组上的电压间的相位角也发生变化。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
n0 n s 100% 1000 975 100% 2.5% 1000 n0
交流伺服电动机的机械特性如图所示。 n
o
T 不同控制电压下的机械特性曲线 n=f(T), U1=常数
在励磁电压不变的情况下，随着控制电压的 下降，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时， 电动机转速随控制电压的下降而均匀减小。
2.伺服电动机和伺服系统
2.4 交流伺服电机(AC Servo Motor)
结构特点和工作原理
交流伺服电机通常都是两相异步电机，在定子上有两个 空间相距90度的绕组，即控制绕组和励磁绕组。
f1
c1
c2
f2
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
2.伺服电动机和伺服系统
工作原理：
与普通两相异步电机的相似之处：在二相对称绕组中通入 两对称电流，就会在气隙中产生圆形旋转磁场，转子导体 切割磁场所感应的电流与气隙磁磁场相互作用就产生电磁 转矩。当改变其中一相电流的大小或相位时，气隙磁场就 发生变化，电磁转矩随之变化，电机转速必然跟着改变， 从而实现对转速的控制。 区别：由于伺服电动机在自动控制系统中作为执行元件。 对其要求是：(1)转子速度的快慢能反应控制信号的强弱， 转动方向能反应控制信号的相位，调速范围要宽；（2） 无控制信号时，转子不能转动；（3）当电机转动起来以 后，如控制信号消失，应立即停止转动；（4）为减小体 积和重量，一般采用400、500 或1000Hz。
交流伺服调速原理
交流伺服调速原理伺服调速是一种在工业控制领域中广泛应用的技术，通过对伺服电机的控制，实现对机械设备的精确调速。
在这个过程中，交流伺服调速原理起着至关重要的作用。
本文将以交流伺服调速原理为主题，介绍其基本概念、工作原理以及应用领域。
一、基本概念交流伺服调速是一种通过改变电机的输入电压频率来实现调速的方法。
它利用交流电机的特性，根据电机转速与电压频率的关系，通过调整输入电压的频率，来控制电机的转速。
这种调速方式具有调速范围广、动态性能好等优点，因此被广泛应用于各种需要精确控制的工业领域。
二、工作原理交流伺服调速原理基于矢量控制理论，通过控制电机的磁通和转矩，实现对电机的精确控制。
在交流伺服调速系统中，主要包括三个部分：传感器、控制器和执行机构。
1. 传感器：传感器用于感知电机的实际运行状态，通常包括位置传感器、速度传感器和转矩传感器。
传感器将所感知到的信号传输给控制器，以实现对电机的闭环控制。
2. 控制器：控制器是交流伺服调速系统的核心部分，它接收传感器传来的信号，并根据设定的控制策略，计算出控制信号。
控制信号经过放大和变换后，送入执行机构。
3. 执行机构：执行机构是通过控制信号来执行相应动作的部件，通常是电机。
执行机构接收控制信号后，通过改变输入电压的频率和幅值，实现对电机的精确控制。
三、应用领域交流伺服调速广泛应用于各种需要精确控制的场合，如机床加工、工业自动化生产线、印刷设备、纺织设备等。
它能够实现对设备的高速、高精度控制，提高生产效率和产品质量。
1. 机床加工：交流伺服调速在机床加工中起着重要作用。
它能够实现对工件的高速、高精度加工，提高加工效率和产品质量。
2. 工业自动化生产线：交流伺服调速在工业自动化生产线中广泛应用。
它能够实现对生产线的快速响应和高精度控制，提高生产效率和产品质量。
3. 印刷设备：交流伺服调速在印刷设备中的应用越来越广泛。
它能够实现对印刷速度和张力的精确控制，提高印刷质量和生产效率。
交流伺服电机分为哪几种？
交流伺服电机分为哪⼏种？ 20世纪80年代以来，随着集成电路、电⼒电⼦技术和交流可变速驱动技术的发展，交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电⽓⼚商相继推出各⾃的交流伺服电机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。
交流伺服系统已成为当代⾼性能伺服系统的主要发展⽅向，使原来的直流伺服⾯临被淘汰的危机。
90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采⽤全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。
交流伺服驱动装置在传动领域的发展⽇新⽉异。
交流伺服电机分类: 交流伺服电机分类 1．异步型交流伺服电动机 异步型交流伺服电动机指的是交流感应电动机。
它有三相和单相之分，也有⿏笼式和线绕式，通常多⽤⿏笼式三相感应电动机。
其结构简单，与同容量的直流电动机相⽐，质量轻1/2，价格仅为直流电动机的1/3。
缺点是不能经济地实现范围很⼴的平滑调速，必须从电⽹吸收滞后的励磁电流。
因⽽令电⽹功率因数变坏。
这种⿏笼转⼦的异步型交流伺服电动机简称为异步型交流伺服电动机，⽤IM表⽰。
2．同步型交流伺服电动机 同步型交流伺服电动机虽较感应电动机复杂，但⽐直流电动机简单。
它的定⼦与感应电动机⼀样，都在定⼦上装有对称三相绕组。
⽽转⼦却不同，按不同的转⼦结构⼜分电磁式及⾮电磁式两⼤类。
⾮电磁式⼜分为磁滞式、永磁式和反应式多种。
其中磁滞式和反应式同步电动机存在效率低、功率因数较差、制造容量不⼤等缺点。
数控机床中多⽤永磁式同步电动机。
与电磁式相⽐，永磁式优点是结构简单、运⾏可靠、效率较⾼；缺点是体积⼤、启动特性⽋佳。
但永磁式同步电动机采⽤⾼剩磁感应，⾼矫顽⼒的稀⼟类磁铁后，可⽐直流电动外形尺⼨约⼩1/2，质量减轻60﹪，转⼦惯量减到直流电动机的1/5。
它与异步电动机相⽐，由于采⽤了永磁铁励磁，消除了励磁损耗及有关的杂散损耗，所以效率⾼。
⼜因为没有电磁式同步电动机所需的集电环和电刷等，其机械可靠性与感应（异步）电动机相同，⽽功率因数却⼤⼤⾼于异步电动机，从⽽使永磁同步电动机的体积⽐异步电动机⼩些。
伺服系统的分类及主要特点
伺服系统按其驱动元件划分，有步进式伺服系统、直流电动机（简称直流电机）伺服系统、交流电动机（简称交流电机）伺服系统。
按控制方式划分，有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等，实际上数控系统也分成开环、闭环和半闭环3种类型，就是与伺服系统这3种方式相关。
主要特点
1.精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制。
2.有多种反馈比较原理与方法：根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。
目前常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种。
3.高性能的伺服电动机（简称伺服电机）：力辉用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。
要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。
要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节。
4.宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。
数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。
各种电机的特点及典型应用
各种电机的特点及典型应用电机是将电能转化为机械能的设备，广泛应用于工业、交通、农业等领域。
根据不同的工作原理和应用领域，电机可以分为直流电机、交流电机、步进电机和伺服电机等多种类型。
下面将详细介绍各种电机的特点及典型应用。
1. 直流电机（DC Motor）直流电机是利用直流电源供电，通过电流与磁场之间力的相互作用实现电力转换的电机。
其主要特点如下：-转速可调：转速与电压、电流成正比，通过调节电压或电流可以实现转速调节。
-启动和制动能力强：由于直流电机具有较高的起动扭矩，因此适用于大部分需要启动、制动频繁的场合。
-反向性好：通过改变电流的方向可以实现正转与反转。
-稳定性好：适用于对转速稳定性要求较高的场合。
典型应用：-电动汽车：直流电机因其较高的起动扭矩和调速灵活性，逐渐成为电动汽车的首选驱动电机。
-家电产品：如洗衣机、吸尘器、混合机等，直流电机在家电领域中应用广泛。
-动力传输：直流电机常被用于带动传送带、曳引机构等实现物料的输送和搬运。
2. 交流电机（AC Motor）交流电机是利用交流电源供电，通过电流与磁场之间的相互作用实现电力转换的电机。
其主要特点如下：-结构简单：交流电机结构简单，容量大，体积小。
-转速稳定：在额定电压、频率下运行，转速相对稳定。
-使用方便：交流电源广泛，适用于各种场合。
-成本低：与直流电机相比，交流电机制造成本更低。
典型应用：-空调、冰箱、电风扇等家电产品：交流异步电机被广泛应用于家电产品中。
-工业机械：如起重机、输送机、风机、压缩机等巨大的工业设备中，交流电机应用广泛。
-制冷与暖通设备：交流电机被应用于空调机组、冷水机组、风机盘管等机电设备中。
3. 步进电机（Stepper Motor）步进电机是一种将数字脉冲信号转换为角度或者线性位移的电动机。
其主要特点如下：-高精度：步进电机可以非常准确地控制转轴的位置。
-易于控制：步进电机只需提供驱动信号，无需反馈机制，控制比较简单。
交流电动机调速原理及调节特性
实验原理
内容一：交流伺服控制原理 • 目前常用的交流伺服电动机是永磁同步伺服电动
机即AC伺服电动机。交流伺服电动机的调速主回 路常采用矢量变换SPWM变频控制方式，通过频 率的改变来实现交流同步伺服电动机的调速。E M400教学设备采用的松下交流伺服电动机，驱 动器的控制方式也是采用正弦波PWM控制方式。 其控制原理方框图如下。：
机械工程实验教学中心
机械工程实验教学中心
实验原理
为生成三相交流，需通过乘法器将电流幅值信号IM与电动机转子位置信号θ 通过矢量乘法运算来合成(按以下公式)。位置信号θ由光电编码器产生的脉冲信号 经过位置解码器处理成数字的电动机转子角位置。
iu IM sin
iv I M sin( 120 )
iw I M sin( 240 )
机械工程实验教学中心
机械工程实验教学中心
实验原理
内容二：松下伺服驱动器接线及操作说明
主回路接线：松下伺服驱动器的主回路接线图如下(无论是做位置、速度还是 转矩控制)其主回路接线都是一样的，只是控制回路接线不一样。
在以下接线图中应该注意几点： ➢ 千万不可将电源输入线(L1、L2、L3)接至驱动器输出到电动机的动力线(U、 V、W)或外接再生放电电阻端子(P、B1、B2)上，这样做会损毁驱动器； ➢ 在本实验设备中，具体接线并不同于上图，主要是电源动力线的接法。松 下驱动器采用的供电电源为三相200V，按照要求应该将我国通用工业用 电的三相380V经变压器变换成三相200V接入。但由于本设备电动机的负 载较轻，按照松下伺服的规范，在空载或轻载时可以只引入两相交流电。 ➢ r,t,两端子为驱动器的控制电源输入端，为驱动器控制电路供电。
速度、转矩、位置偏差或是别的内容。该驱动器支持监测的内容有位置偏差(dp_eps)、 电动机速度(dp_spd)、转矩(dp_trq)、控制方式(dp_cnt)、输入输出信号状态(dp_io)、 报警(dp_err)、负载率(dp_o1)等。比如当你需要监测转矩时，你按SET键进入模式选 择状态，首先进入监视器模式，你按∧或∨键，当看到数码管显示dp_trq时停下，再按 SET键即可监测实时转矩。
交流伺服电机的机械特性及控制方式PPT
轴形成电磁转矩。根据左手定则，转矩方向与磁铁转动的 方向是一致的，也是顺时针方向。因此，鼠笼转子便在电 磁转矩作用下顺着磁铁旋转的方向转动起来。
励磁绕组 控制绕组
电气原理图
ic I m sin t
if I m sin t 90
if Ic
南京埃斯顿 太仓东元
国内重要伺服系统生产企业
5、卧龙电气集团股份有限公司 公司，前身是成立于1995年的浙江 卧龙集团电机工业有限公司。1998 年变更设立为浙江卧龙电机股份有 限公司。
6、北京和利时电机技术有限公 司，位于江苏省苏州市太仓市浏河 镇闸南工业区。
卧龙电气
北京和利时
国外重要伺服系统生产企业 产品进入我国市场的国外重要伺服系统生产企业有：
(1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电 压改变，能在宽广的范围内连续调节。 (2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。
1.4 伺服电机在自控制系统中的典型应用
其它场合的应用
国内重要伺服系统生产企业
1、广州数控设备有限公司公司，创 建于1991年，位于广州市罗冲围螺涌北 路一街7号。
C B
A
伺服电动机的机械特性
设电机的负载阻转矩为TL，控制电压 0.25UC时,电机在特性点A运行，转速为na，这 时电机产生的转矩与负载阻转矩相平衡。当 控制电压升高到0.5UC时，电机产生的转矩就 随之增加C，由于电机的转子及其负载存在着 惯性，转速不能瞬时改变，因此电机就要瞬 时地在特性点C运行，这时电机产生的转矩大 于负载阻转矩，电机就加速，一直增加到nb， 电机就在B点运行。
德国西门子伺服电机 安川伺服电机驱动器
伺服电机介绍
演讲人
目录
01. 伺服电机概述 02. 伺服电机的类型 03. 伺服电机的性能参数 04. 伺服电机的控制方式 05. 伺服电机的选型与使用
伺服电机概述
伺服电机的定义
01
伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和力矩的电机
02
主要由定子、转子和反馈装置组成
03
广泛应用于工业自动化、机器人、医疗器械等领域
02
安装方式：根据设备特点， 选择合适的安装方式
03
接线：按照说明书，正确 连接电源线和信号线
04
调试：根据设备要求，进 行参数设置和调试
05
测试：进行空载和负载测 试，确保电机正常运行
06
维护：定期进行维护和保 养，确保电机使用寿命
维护与保养
定期检查：检查电机 的运行状态，如温度、 1
振动、噪音等
精度
01 伺服电机的精度是指其输出 位置、速度和力矩的精确度。
02 伺服电机的精度通常用分辨 率来表示，分辨率越高，精 度越高。
03 伺服电机的精度受到多种因 素的影响，包括电机结构、 控制算法、反馈装置等。
04 伺服电机的精度对于实现高 精度控制和自动化应用至关 重要。
伺服电机的控制 方式
位置控制
伺服电机的类型
交流伺服电机
1
工作原理：通过改 变交流电的频率和 幅值来控制电机的
转速和转矩
ห้องสมุดไป่ตู้
2
特点：响应速度快、 控制精度高、调速
范围广
3
应用领域：广泛应 用于工业自动化、 机器人、数控机床
等领域
4
发展趋势：随着技 术的进步，交流伺 服电机的性能不断 提高，应用范围不
几种不同电动机运行原理及特点
电动机原理和特点的比较本文主要介绍了三种直流电机：普通直流电机、无刷电机、步进电机，两种交流电机：三相异步电动机、伺服电机的原理、特点及调速方法。
1、普通直流电机普通直流电机便是我们最熟悉的一种电动机，它的转子在内部，由线圈组成,定子则在外部，由永磁体组成。
在工作时，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体Cd中的电流是从C流向d。
载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此,ab和Cd两导体都要受到电磁力的作用。
根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab 边受力的方向是向左，而Cd边则是向右。
由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和Cd边所受电磁力的大小相等。
这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。
当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。
线圈转过半周之后，虽然ab与Cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，Cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的Cd边中电流方向也变了，是从d流向c,在S极下的ab边中的电流则是从b流向a.因此，电磁力FdC的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。
可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了。
从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。
换向器和电刷就是完成这个任务的装置。
当然,在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。
直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。
伺服系统的分类和特点
伺服系统的分类和特点一、引言伺服系统，作为现代工业自动化的重要组成部分，其性能和特点在很大程度上决定了整个系统的性能和稳定性。
伺服系统能够根据输入的指令信号，自动、快速、准确地控制执行机构的位移、速度和加速度，实现对目标值的精确跟踪。
本文将对伺服系统的分类和特点进行详细的阐述，以便更好地理解和应用伺服系统。
二、伺服系统的分类伺服系统可以根据工作原理和应用领域进行分类。
1.根据工作原理分类根据工作原理，伺服系统可以分为电气伺服系统和液压伺服系统两大类。
其中，电气伺服系统又可以分为直流伺服系统和交流伺服系统。
（1）直流伺服系统：直流伺服电机由定子、转子、电刷和换向器等部分组成。
其工作原理是当电流通过励磁绕组和电枢绕组时，产生磁场，驱动转子旋转。
直流伺服电机具有调速范围广、低速性能好、响应速度快等优点，但同时也存在维护成本高、易磨损等缺点。
（2）交流伺服系统：交流伺服电机由定子、转子和编码器等部分组成。
其工作原理是通过控制电机的输入电压或电流，改变电机的旋转速度和方向。
交流伺服电机具有效率高、可靠性高、维护成本低等优点，但同时也存在调速范围较窄、低速性能较差等缺点。
2.根据应用领域分类根据应用领域，伺服系统可以分为工业伺服系统和航空伺服系统两大类。
（1）工业伺服系统：工业伺服系统主要用于工业自动化生产线、数控机床、包装机械等领域。
其特点是要求精度高、稳定性好、可靠性高、响应速度快等。
常见的工业伺服系统有电机驱动控制系统、气压传动控制系统和液压传动控制系统等。
（2）航空伺服系统：航空伺服系统主要用于航空器自动驾驶系统、雷达天线控制系统等领域。
其特点是要求精度高、可靠性极高、响应速度快、抗干扰能力强等。
常见的航空伺服系统有舵机控制系统、燃油控制系统等。
三、伺服系统的特点1.精度高：伺服系统的输出量能够精确地跟踪输入指令信号，从而实现高精度的位置控制和速度控制。
2.快速响应：伺服系统具有快速的动态响应特性，能够迅速跟踪输入信号的变化，保证系统的稳定性和动态性能。
步进电机直流伺服电机交流伺服电机的优缺点
交流伺服电机优点⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低;⑵定子绕组散热比较方便;⑶惯量小,易于提高系统的快速性;⑷适应于高速大力矩工作状态;直流伺服电机直流伺服电机特指直流有刷伺服电机——电机成本高结构复杂,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便换碳刷,会产生电磁干扰,对环境有要求;因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合;直流伺服电机不包括直流无刷伺服电机——电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定,电机功率有局限做不大;容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相;电机免维护不存在碳刷损耗的情况,效率很高,运行温度低噪音小,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境;用途：1、各类数字控制系统中的执行机构驱动;2、需要精确控制恒定转速或需要精确控制转速变化的;按电机惯量大小可分为：1、小惯量直流电机——印刷电路板的自动钻孔机2、中惯量直流电机宽调速直流电机——数控机床的进给系统3、大惯量直流电机——数控机床的主轴电机4、特种形式的低惯量直流电机步进电机优点1、电机旋转的角度正比于脉冲数；2、电机停转的时候具有最大的转矩当绕组激磁时；3、由于每步的精度在百分之三到百分之五,而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；4、优秀的起停和反转响应；5、由于没有,可靠性较高,因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；6、电机的响应仅由数字输入脉冲确定,因而可以采用开环控制,这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本；7、仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转；8、由于速度正比于脉冲频率,因而有比较宽的转速范围;缺陷1、如果控制不当容易产生共振；2、难以运转到较高的转速；3、难以获得较大的转矩；4、在体积重量方面没有优势,能源利用率低；5、超过负载时会破坏同步,高速工作时会发出振动和噪声;综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机;但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机;所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机;。
(完整)伺服电机的工作原理及性能特点
伺服电机的工作原理及性能特点松下伺服马达代理商——深圳日弘忠信，公司已成立将近20年，一直专注于伺服产品代理,以诚信为本、忠信服务为主要理念，得到业界广泛好评。
下面和大家一起来了解伺服电机的工作原理及性能特点：伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象.伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
日弘忠信的伺服电机的工作原理：伺服系统是使物体的位置、方位、伺服电机状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值）的任意变化的自动控制系统。
伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样,就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机.有刷电机成本低，结构简单,启动转矩大，调速范围宽，控制容易,需要维护，但维护不方便(换碳刷）,产生电磁干扰，对环境有要求。
因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
1、无刷电机体积小，重量轻，出力大,响应快，速度高，惯量小,转动平滑,力矩稳定。
控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。
电机免维护，效率很高,运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。
伺服电机的分类及不同伺服电机的特点
伺服电机的概述伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分。
一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。
一、伺服电机的分类分为直流和交流伺服电动机两大类，交流伺服电动机又分为异步伺服电动机和同步伺服电动机，目前交流系统正在逐渐代替直流系统。
与直流系统相比，交流伺服电机具有高可靠性、散热好、转动惯量小、能工作于高压状态下等优点。
因为无电刷和转向器，故交流私服系统也成为无刷伺服系统，用于其中的电机是无刷结构的笼型异步电机和永磁同步型电机。
1）直流伺服电机分为有刷和无刷电机①有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对使用环境有要求，通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合；②无刷电机体积小重量轻，出力大响应快，速度高惯量小，力矩稳定转动平滑，控制复杂，智能化，电子换相方式灵活，可以方波或正弦波换相，电机免维护，高效节能，电磁辐射小，温升低寿命长，适用于各种环境。
二、不同类型伺服电机的特点1）直流伺服电机的优点和缺点优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。
缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘易爆环境不宜）2）交流伺服电机的优点和缺点优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、易爆环境）。
缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。
目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。
功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。
伺服电机选型介绍
伺服电机选型介绍伺服电机是一种能够感知外部载荷并进行精确控制的电机。
它通过内部的传感器监测电机位置和速度，并根据预定的控制算法，实时调整电机的输出力矩和转速，以实现高精度、高性能的运动控制。
伺服电机的选型涉及多个方面的考虑因素，如电机类型、性能要求、系统环境等。
下面将从这些方面逐一介绍。
一、电机类型：常见的伺服电机类型有直流伺服电机（DC Servo Motor）、交流伺服电机（AC Servo Motor）和步进伺服电机（Stepper Servo Motor）。
1.直流伺服电机：直流伺服电机具有响应速度快、转矩大、功率密度高等优点，适用于高速、高精度的运动控制需求。
常见的直流伺服电机有刷式直流伺服电机和无刷直流伺服电机，其中无刷直流伺服电机更适合要求高效、低噪音和长寿命的应用。
2.交流伺服电机：交流伺服电机适用于需要大转矩、高速度和平滑运动的应用。
交流伺服电机的控制方式通常采用矢量控制技术，可以实现更高的精度和动态性能。
它的主要缺点是价格较高。
3.步进伺服电机：步进伺服电机是一种具有精确位置控制和高扭矩输出的电机，适用于低速、高精度的运动控制。
它采用离散步进运动，可保证固定的位置控制，但在高速运动和加速度要求上存在限制。
二、性能要求：在选型时，需要根据具体应用的性能要求考虑以下几个方面：1.转速和转矩：根据应用需求确定电机的额定转速和最大转矩。
通常情况下，转速越高、转矩越大的电机成本越高。
2.精度：根据应用的精度要求选择合适的电机。
一般来说，对于高精度的应用，需要选择具有较小转矩波动和位置误差的电机。
3.响应速度：响应速度是指电机从接收到控制信号到达稳定工作状态所需的时间。
根据应用的动态性能要求选择相应的响应速度。
4.可调速范围：根据应用的速度调节要求选择电机。
一些应用需要很宽的速度范围，而另一些应用可能只需要固定转速。
5.控制方式：根据系统的控制方法选择电机，常见的控制方式有位置控制、速度控制和力矩控制等。
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交流伺服电机及其调速分类和特点
长期以来，在要求调速性能较高的场合，一直占据主导地位的是应用直流电动机的调速系统。
但直流电动机都存在一些固有的缺点，如电刷和换向器易磨损，需经常维护。
换向器换向时会产生火花，使电动机的最高速度受到限制，也使应用环境受到限制，而且直流电动机结构复杂，制造困难，所用钢铁材料消耗大，制造成本高。
而交流电动机，特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电机小，使得动态响应更好。
在同样体积下，交流电动机输出功率可比直流电动机提高10﹪～70﹪，此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。
现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。
分类和特点
1．异步型交流伺服电动机
异步型交流伺服电动机指的是交流感应电动机。
它有三相和单相之分，也有鼠笼式和线绕式，通常多用鼠笼式三相感应电动机。
其结构简单，与同容量的直流电动机相比，质量轻1/2，价格仅为直流电动机的1/3。
缺点是不能经济地实现范围很广的平滑调速，必须从电网吸收滞后的励磁电流。
因而令电网功率因数变坏。
这种鼠笼转子的异步型交流伺服电动机简称为异步型交流伺服电动机，用IM表示。
2．同步型交流伺服电动机
同步型交流伺服电动机虽较感应电动机复杂，但比直流电动机简单。
它的定子与感应电动机一样，都在定子上装有对称三相绕组。
而转子却不同，按不同的转子结构又分电磁式及非电磁式两大类。
非电磁式又分为磁滞式、永磁式和反应式多种。
其中磁滞式和反应式同步电动机存在效率低、功率因数较差、制造容量不大等缺点。
数控机床中多用永磁式同步电动机。
与电磁式相比，永磁式优点是结构简单、运行可靠、效率较高；缺点是体积大、启动特性欠佳。
但永磁式同步电动机采用高剩磁
感应，高矫顽力的稀土类磁铁后，可比直流电动外形尺寸约小1/2，质量减轻60﹪，转子惯量减到直流电动机的1/5。
它与异步电动机相比，由于采用了永磁铁励磁，消除了励磁损耗及有关的杂散损耗，所以效率高。
又因为没有电磁式同步电动机所需的集电环和电刷等，其机械可靠性与感应（异步）电动机相同，而功率因数却大大高于异步电动机，从而使永磁同步电动机的体积比异步电动机小些。
这是因为在低速时，感应（异步）电动机由于功率因数低，输出同样的有功功率时，它的视在功率却要大得多，而电动机主要尺寸是据视在功率而定的。