交流伺服系统同步型交流伺服电动机
伺服电机的分类
伺服电机是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件，很多第一次接触到这个产品的朋友肯定一头雾水，不知道它到底是什么。
下面小编就给大家详细介绍一下到底伺服电机是什么东西以及它的分类。
伺服电动机（或称执行电动机）是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。
其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度。
按电流种类的不同，伺服电动机可分为直流和交流两大类。
一、交流伺服电动机结构和原理交流伺服电动机的定子绕组和单相异步电动机相似，它的定子上装有两个在空间相差90°电角度的绕组，即励磁绕组和控制绕组。
运行时励磁绕组始终加上一定的交流励磁电压，控制绕组上则加大小或相位随信号变化的控制电压。
转子的结构形式笼型转子和空心杯型转子两种。
笼型转子的结构与一般笼型异步电动机的转子相同，但转子做的细长，转子导体用高电阻率的材料作成。
其目的是为了减小转子的转动惯量，增加启动转矩对输入信号的快速反应和克服自转现象。
空心杯形转子交流伺服电动机的定子分为外定子和内定子两部分。
外定子的结构与笼型交流伺服电动机的定子相同，铁心槽内放有两相绕组。
空心杯形转子由导电的非磁性材料（如铝）做成薄壁筒形，放在内、外定子之间。
杯子底部固定于转轴上，杯臂薄而轻，厚度一般在0.2—0.8mm，因而转动惯量小，动作快且灵敏。
交流伺服电动机的工作原理和单相异步电动机相似，LL是有固定电压励磁的励磁绕组，LK是有伺服放大器供电的控制绕组，两相绕组在空间相差90°电角度。
如果IL与Ik 的相位差为90°，而两相绕组的磁动势幅值又相等，这种状态称为对称状态。
与单相异步电动机一样，这时在气隙中产生的合成磁场为一旋转磁场，其转速称为同步转速。
旋转磁场与转子导体相对切割，在转子中产生感应电流。
转子电流与旋转磁场相互作用产生转矩，使转子旋转。
如果改变加在控制绕组上的电流的大小或相位差，就破坏了对称状态，使旋转磁场减弱，电动机的转速下降。
伺服电机、异步电机和同步电机的区别
一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。
所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。
目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。
交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。
当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。
它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。
因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。
2、运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。
当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（T1－S1、T2－S2曲线）以及合成转矩特性（T－S曲线）交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。
伺服电动机
伺服电动机认知1．永磁交流伺服系统概述现代高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统，其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。
(1)交流伺服电动机的工作原理伺服电机内部的转子是永久磁铁，驱动器控制的u／V／W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电动机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。
伺服电动机的精度决定于编码器的精度(线数)。
伺服驱动器控制交流永磁伺服电动机(PMSM)时，可分别工作在电流(转矩)、速度、位置控制方式下。
系统的控制结构框图如图7-17所示。
系统基于测量电机的两相电流反馈(Ia、Ib)和电机位置。
将测得的相电流(Ia、Ib)结合位置信息，经坐标变化(从a，b，c坐标系转换到转子d，q坐标系)，得到Ia、Ib分量，分别进入各自的电流调节器。
电流调节器的输出经过反向坐标变化(从d，q坐标系转换到a，b，c坐标系)，得到三相电压指令。
控制芯片通过这三相电压指令，经过反向、延时后，得到6路PWM波输出到功率器件，控制电机运行。
伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，其优点是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，在主回路中还加入了软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。
智能功率模块(IPM)的主要拓扑结构是采用了三相桥式电路，原理图如图7-18所示。
利用了脉宽调制技术(Pulse width Modulation，PWM)，通过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率，改变每半周期内晶体管的通断时问比，即通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压幅值的大小以达到调节功率的目的。
关于图7-17中的矢量控制原理，此处不予讨论。
交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式
交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式交流伺服电机的定子装有三相对称的绕组，而转子是永久磁极。
当定子的绕组中通过三相电源后，定子与转子之间必然产生一个旋转场。
这个旋转磁场的转速称为同步转速。
电机的转速也就是磁场的转速。
由于转子有磁极，所以在极低频率下也能旋转运行。
所以它比异步电机的调速范围更宽。
而与直流伺服电机相比，它没有机械换向器，特别是它没有了碳刷，完全排除了换向时产生火花对机槭造成的磨损，另外交流伺服电机自带一个编码器。
可以随时将电机运行的情况“报告”给驱动器，驱动器又根据得到的11报告"更精确的控制电机的运行。
由此可见交流伺服电机优点确实很多。
可是技术含量也高了，价格也高了。
最重要是对交流伺服电机的调试技术提高了。
也就是电机虽好，如果调试不好一样是问题多多。
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与H标值进行比较，调整转子转动的角度。
伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
伺服电动机（或称执行电动机）是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。
其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度，按电流种类的不同，伺服电动机可分为直流和交流两大类。
下面简单介绍交流伺服电动机有以下三种转速控制方式：(1)幅值控制控制电流与励磁电流的相位差保持90°不变，改变控制电压的大小。
(2)相位控制控制电压与励磁电压的大小，保持额定值不变，改变控制电压的相位。
(3)幅值一相位控制同时改变控制电压幅值和相位.交流伺服电动机转轴的转向随控制电压相位的反相而改变。
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。
伺服电机_百度百科
⑸同功率下有较小的体积和重量。
自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP）的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行，分别称为摪胧只瘮或抟旌鲜綌、撊只瘮理 历史 生活 社会 艺术 人物 经济 科学 体育 核心用户 NBA
伺服电机科技名词定义
中文名称：伺服电机 英文名称：servo motor
定义：转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压
以生产机床数控装置而著名的日本法那克（Fanuc）公司，在20世纪80年代中期也推出了S系列（13个规格）和L系列（5个规格）的永磁交流伺服电动机。L系列有较小的转动惯量和机械时间常数，适用于要求特别快速响应的位置伺服系统。
日本其他厂商，例如：三菱电动机（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、东芝精机（SM系列）、大隈铁工所(BL系列）、三洋电气（BL系列）、立石电机（S系列）等众多厂商也进入了永磁交流伺服系统的竞争行列。
六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制，力矩波动由24％降低到7％，并提高了可靠性。这样，只用了几年时间形成了八个系列（功率范围为0.05～6kW）较完整的体系，满足了工作机械、搬运机构、焊接机械人、装配机器人、电子部件、加工机械、印刷机、高速卷绕机、绕线机等的不同需要。
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。
伺服电机、异步电机和同步电机的区别
一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。
所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。
目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。
交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。
当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。
它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。
因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。
2、运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。
当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（T1－S1、T2－S2曲线）以及合成转矩特性（T－S曲线）交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。
伺服电动机知识介绍
伺服电动机伺服电动机又称为执行电动机，在自动控制系统中作为执行元件。
它将输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度输出，改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。
根据使用电源的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的甚至可达上千瓦；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范围一般为0.1～100瓦。
6.1.1 直流伺服电动机直流伺服电动机实际上就是他励直流电动机，其结构和原理与普通的他励直流电动机相同，只不过直流伺服电动机输出功率较小而已。
当直流伺服电动机励磁绕组和电枢绕组都通过电流时，直流电动机转动起来，当其中的一个绕组断电时，电动机立即停转，故输入的控制信号，既可加到励磁绕组上，也可加到电枢绕组上：若把控制信号加到电枢绕组上，通过改变控制信号的大小和极性来控制转子转速的大小和方向，这种方式叫电枢控制；若把控制信号加到励磁绕组上进行控制，这种方式叫磁场控制。
磁场控制有严重的缺点（调节持性在某一范围不是单值函数，每个转速对应两个控制信号），使用的场合很少。
直流伺服电动机进行电枢控制时，电枢绕组即为控制绕组，控制电压直接加到电枢绕组上进行控制。
而励磁方式则有两种：一种用励磁绕组通过直流电流进行励磁，称为电磁式直流伺图7.1 直流伺服电动机电枢控制线路图服电动机；另一种使用永久磁铁作磁极，省去励磁绕组，称为永磁式直流伺服电动机。
直流伺服电动机进行电枢控制的线路如图7.1所示，励磁绕组接到电压恒定为的直流电源上，产生励磁电流，从而产生励磁磁通，电枢绕组接控制电压，那么直流伺服电动机电枢回路的电压平衡方式为若不计电枢反应的影响，电机的每极气隙磁通将保持不变，则电动机的电磁转矩公式为1. 机械特性由上面三式可得到电枢控制的直流伺服电动机的机械特性方程式为错误！（7.1）改变控制电压，而机械特性的斜率不变，故其机械特性是一组平行的直线，如图7.2所示。
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。
伺服电机三种控制方式
3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲
的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
交流伺服电机的优良性能
1 控制精度高
步进电机的步距角一般为1．8。(两相)或0．72。(五相)，而交流伺服电机的精度取决于电机编码器的精度。以伺服电机为例，其编码器为l6位，驱动器每接收2 =65 536个脉冲，电机转一圈，其脉冲当量为360‘／65 536=0，0055 ；并实现了位置的闭环控制．从根本上克服了步进电机的失步问题。
就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。
动之势。
分类和特点
1．异步型交流伺服电动机 Nhomakorabea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。
简述伺服电动机的种类特点及应用
简述伺服电动机的种类特点及应用伺服电动机是一种能够精确控制运动位置、速度和加速度的电动机。
它具有高精度、高速度和高可靠性的特点，广泛应用于工业机械、机器人、自动化设备、医疗设备等领域。
根据结构和控制方式的不同，伺服电动机可以分为直流伺服电动机、交流伺服电动机和步进伺服电动机。
1. 直流伺服电动机：直流伺服电动机是应用最广泛的一种伺服电动机。
它的特点是转矩波动小、动态性能好，可以快速响应外部控制信号，适用于高精度、高速度控制的场合。
直流伺服电动机的控制比较简单，通常采用闭环控制系统，通过编码器反馈信号来实时监测电机转速和位置，进而调整电机的电流和电压。
直流伺服电动机的应用非常广泛，如CNC机床、注塑机、纺织机、纸张机械等工业设备，以及医疗设备、机器人、印刷设备等。
它可以实现高速度、高精度的运动控制，满足不同领域的精确定位和稳定运动需求。
2. 交流伺服电动机：交流伺服电动机逐渐取代直流伺服电动机在某些领域的应用，因为它具有结构简单、体积小、维护方便等优点，同时具备较高的动态性能和较大的功率范围。
交流伺服电动机通常采用矢量控制或矢量直流控制方式，通过闭环反馈控制系统来实现位置和速度的精确控制。
交流伺服电动机的应用范围广泛，如自动化机械、半导体设备、食品包装设备、纺织设备等。
它能够实现高精度、高性能的运动控制，在工业生产过程中提高生产效率和产品质量。
3. 步进伺服电动机：步进伺服电动机是将步进电机与伺服控制器相结合的一种电机。
它具有步进电机的精密定位能力和伺服电机的动态性能，能够实现高精度、高分辨率的位置控制。
步进伺服电动机通过闭环控制系统来保证位置的准确性，通常采用编码器或位置传感器来实时反馈位置信息。
步进伺服电动机广泛应用于自动化设备、医疗设备、印刷设备、纺织设备等领域。
它可用于需要高分辨率、高精度定位的场合，如3D打印机、数控雕刻机、纺织机械等。
总的来说，伺服电动机是一种能够实现高精度、高速度和高可靠性运动控制的电动机。
交流伺服电动机
6
交流伺服电动机由于没• 有换向器和电刷，具有构 造简单、工作可靠、维护容易、效率较高和价格 便宜、以及不需整流电源设备等优点，因此交流 伺服电动机在自动控制系统中应用非常广泛。
传统交流伺服电动机的结构通常是采用鼠笼转子 两相伺服电动机及空心杯转子两相伺服电动机， 所以常把交流伺服电动机称为两相异步伺服电动 机。
2 工作原理： •
前提条件：有励磁电压。
（1）无控制电压→单相脉振磁场→电机转子不 转（无起动转矩 ） （2）有控制电压→建立旋转磁场→电动机有了起 动转矩→转子开始旋转→若转子电阻满足条件 Sm+≥1 ,则控制信号消失后出现制动转矩→转子 停转
4
第一节 两相交流伺服电动机
2 工作原理：
T
•
T+
单相异步电动机机械特性
•
控制特性
3
第一节 两相交流伺服电动机
5 应用实例
•
（1）位置控制系统
4
第一节 两相交流伺服电动机
5 应用实例
•
(2)检测装置
钢板厚度 测量装置
示意图
5
第一节 两相交流伺服电动机 5 应用实例
•
(3)计算装置
倒数计算装置
6
第一节 两相交流伺服电动机
5 应用实例
•
(4)增量运动控制
机床的数字控 制系统
•
•
U jI x cph
f
cph
•
•
•
Uf U r U cph
励磁电压 U幅f 值和相位也随之变化。
8
第一节 两相交流伺服电动机
3 控制方法
•
（3）幅—相控制
当＝１时，控制电压 U与 c 的U幅f 值相等，相位相差90电 角度，且两绕组空间相差90电角度。此时所产生的气隙 磁通势为圆形旋转磁通势，产生的电磁转矩最大；
永磁同步电动机交流伺服系统的研发
摘 要： 介绍一 种基 十数 字信 号处 理器 Ｄ Ｐ的 永磁 问 Ｓ
步电动机交流伺服 系统 ， 着重叙述了交流伺服系统的硬件 结 构， 最后和软件 相结 合 ， 搭建 ｒ实验平 硬件结构如图 １ 所示 ， 以下几部分 ： 分
明该系统具有 良好 的位 置控制及速度 响应 ， ＝ ． 现了对永磁 Ｉ ＿ 立 司 步电动机 的高可靠性 和稳 定性 的要求 。 关键词 ： 交流伺服 ； 磁Ｉ 步 电动 机 ； 永 百 ｌ ＝ 数字信 号处理 ； 电
压矢量脉宽调 制
中图分类号 ： Ｐ ７ Ｔ ４ Ｔ ２３； Ｍ３ １ 文献标识码 ： Ａ
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文章编号 ： ０ — ０８２０ ）２ ０３ — ２ １ ４ ７ １ （ ６ ０ — ０４ ０ ０ ０
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交流伺服电机
电动机在额定状态下运行时，电动机轴输出的扭矩。
６）最大扭矩
电动机在短时间内可以输出的最大扭矩。它反映了电动机的瞬 时过载能力。
直流（交流）伺服电动机的瞬时过载能力都比较强，其中，直 流伺服电动机的最大扭矩一般可以达到额定扭矩的５～１０倍 。
６.步进电动机和交流伺服电动机性能比较
交流伺服电机 .
交流伺服电动机就是一台两相交流异步电机。它 的定子上装有空间互差90的两个绕组：励磁绕组 和控制绕组，其结构如图所示。
控制绕组
内定子
励磁绕组
杯形转子 交流伺服电动机结构图
各种交流伺服电动机图片
发展
由于直流电动机具有优良的调速性能，因此，在２０世纪 ９０年代以前，直流电动机调速系统在应用上一直占主导 地位。但直流电动机却存在着一些固有的缺点，如电刷和 换向器易磨损，需要经常维护，由于换向器换向时会产生 火花，使电动机的最高转速受到限制，使用环境也受到限 制。此外，直流电动机的结构复杂，制造困难，所用铜铁 材料消耗大，制造成本高。而交流电动机，特别是感应电 动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电动机小，使得动 态响应更好。一般来说，在同样的体积下，交流电动机的 输出功率可比直流电动机提高１０％～７０％。另外，交 流电动机的容量也可以做得比直流电动机大，达到更高的 电压和转速。
交流伺服电动机为恒力矩输出，即在其额定转速（一 般为２０００ＲＰＭ或３０００ＲＰＭ）以内，都能 输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
４）过载能力不同
步进电动机一般不具有过载能力。交流伺服电动机具 有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具 有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩 的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩 。
简述交流伺服电动机的工作原理
简述交流伺服电动机的工作原理1.介绍交流伺服电动机是一种常见的电动机类型，其工作原理基于交流电源和反馈控制系统。
本文将简要介绍交流伺服电动机的工作原理，包括构成部分和基本原理。
2.构成部分交流伺服电动机主要由以下几个部分组成：2.1电源系统交流伺服电动机通过接入交流电源进行工作。
电源系统提供了电流和电压给电动机，以产生旋转力矩。
2.2传感器交流伺服电动机中的传感器用于检测电机的转速、位置和角度等重要参数，并将其反馈给控制器。
常见的传感器包括编码器、霍尔传感器等。
2.3控制器控制器是交流伺服电动机系统的核心部件，负责接收传感器信号并进行信号处理。
控制器根据输入信号来调整电动机的转速和位置，以实现精确控制。
2.4电动机电动机是交流伺服电动机系统的驱动部件。
其主要任务是将电能转换为机械能，通过输出的转矩来驱动机械负载。
3.工作原理交流伺服电动机的工作原理可以分为三个主要步骤：传感器反馈、控制信号处理和电动机驱动。
3.1传感器反馈在交流伺服电动机中，传感器通过感知电机的速度和位置信息，将这些反馈信号传递给控制器。
这些反馈信号是控制器实现精确控制的重要依据。
3.2控制信号处理控制器接收传感器反馈信号后，进行信号处理和分析。
根据控制算法，控制器计算出电动机应该输出的转速和位置，并将这些控制信号发送给电动机。
3.3电动机驱动电动机根据控制信号来调整转速和位置，将输入的电能转化为机械能。
它通过输出的转矩来驱动机械负载，实现精确的位置控制。
4.应用领域交流伺服电动机由于其精确控制和高效能的特性，在许多领域得到广泛应用。
一些主要的应用领域包括：-机床加工：交流伺服电动机可用于驱动数控机床，实现高精度的切削和加工过程。
-自动化设备：交流伺服电动机广泛应用于自动化设备，如机器人、自动包装机等。
-医疗设备：在医疗设备中，交流伺服电动机可用于控制精密的运动和定位，如手术机器人和放射治疗设备等。
-纺织机械：交流伺服电动机常用于纺织机械中，实现纺纱、织布和织造等过程的控制。
(word完整版)伺服电机,步进电机,同步电动机和异步电动机四者间的区别与联系
伺服电机，步进电机,同步电动机和异步电动机四者间的区别与联系在运动控制领域，经常会接触到伺服电机,步进电机，同步电动机和异步电动机等名词，许多新手经常百思不得其解，他们之间的区别到底是怎么样的呢？研控工程部康经理就这些问题做了专门描述,下面我将其内容整理出来分享给大家。
步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异.现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1。
8°，五相混合式步进电机步距角一般为0。
72 °、0。
36°。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0。
09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0。
9°、0。
72°、0。
36°、0。
18°、0.09°、0。
072°、0。
036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0。
036°.对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9。
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第四章 数控机床的伺服系统
3）具有足够的传动刚性和高的速度稳定性 伺服系统在不同的负载情况下或切削条件发生变化时，也就是工件重量发 生变化或加工时吃刀深度发生变化时，伺服系统应使刀具进给速度保持恒定。 刚性良好的伺服系统系统，速度受负载力矩变化的影响很小。通常情况，数控 机床要求承受的额定力矩变化时，静态速降(静态速降指的是伺服系统带负载运 行时的转速和理想空载转速之差)应小于5％，动态速降(动态速降指伺服系统在 承受突加负载时因电机轴力矩与承受的突加负载不相适应而造成的短时速度陡 降超调现象)应小于10％。 4）快速响应无超调 数控机床在加工时，为了保证轮廓切削形状精度和提高零件表面光洁度， 对位置伺服系统既要求有较高的定位精度，还要求有良好的快速响应特性。这 就对伺服系统的动态性能提出两方面的要求：一方面，在伺服系统处于频繁地 启动、制动、加速、减速等动态过程中，为了提高生产效率和保证加工质量， 要求加速度、减速度足够大，以缩短过渡过程时间，一般电动机速度由零到最 大，或从最大减少到零，过渡时间应控制在200ms以下，甚至少于几十毫秒，而 且速度变化时不应有超调（超过给定速度值）；另一方面，当负载突变时，过 渡过程恢复时间要短且无振荡，这样才能得到光滑的加工表面。
第四章 数控机床的伺服系统
４.1.3 伺服系统的分类 1.按执行机构的控制方式分类 1)开环伺服系统 开环伺服系统没有检测反馈装置，数控装置发出的指令信号流程是单 向的，其精度主要决定于驱动元件和伺服电机的性能，开环伺服系统所用 的电动机主要是步进电动机。移动部件的速度与位移是由输入脉冲的频率 和脉冲数决定的，位移精度主要决定于该系统各有关零部件的精度。 开环控制的优点是：结构简单、系统稳定、容易调试、成本低廉等。 但是系统对移动部件的误差没有补偿和校正，所以精度低，位置精度通常 为±0.01～±0.02mm。一般适用于经济型数控机床。
第四章 数控机床的伺服系统
４.1.２ 数控机床对进给伺服系统的要求
数控机床进给伺服系统的性能在很大程度上决定了数控机床的 效率及精度的高低。为此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速 度控制、以及伺服电动机、机械传动等方面都有很高的求。具体 来说有这样一些要求： 1）可逆运行
在加工过程中，机床工作台根据加工轨迹的要求，随时都可能实现正向 或反向运动。从能量角度看，应该实现能量的可逆转换，即在加工运行时， 电动机从电网吸收能量变为机械能；在制动时应把电动机的机械惯性能量变 为电能回馈给电网，以实现快速制动。 2）速度范围宽 为适应不同的加工条件，数控机床要求进给能在很宽的范围内无级变化。 这就要求伺服电动机有很宽的调速范围和优异的调速特性。对一般数控机床 而言，进给速度范围在0～24m／min时，就可满足加工要求。
第四章 数控机床的伺服系统
４.1伺服驱动概述
伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。如 果说CNC装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所”， 那么进给伺服系统则是数控系统的“四肢”，是一种“执行机构”。它 忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向， 进给速度与位移量。伺服系统接收来自数控装置的进给脉冲，经变换和 放大，再驱动数控机床各加工坐标轴运动。这些轴有的带动工作台，有 的直接带动刀架，通过几个坐标轴的综合联动，使刀具相对于工件产生 各种复杂的机械运动，从而加工出所要求的零件形状。
第四章 数控机床的伺服系统
2)闭环控制系统 闭环控制系统是指在机床的运动部件上安装位置测量装置，例如光栅、感 应同步器和磁栅等位置测量装置。在加工中，位置测量装置将测量到的工作台 实际位置反馈到数控装置中，与输入的指令位移相比较，用比较的差值控制移 动部件，直到差值为零，即实现移动部件的最终精确定位。从理论上讲，闭环 控制系统的控制精度主要取决于检测装置的精度，它完全可以消除由于传动部 件制造中存在的误差给工件加工带来的影响，所以这种控制系统可以得到很高 的加工精度。但是闭环控制系统的设计和调整都有较大的难度，它主要用于一 些精度要求很高的镗铣床、超精车床和加工中心上。
第四章 数控机床的伺服系统
5）高精度 要满足数控加工精度的要求，关键是保证数控机床的定位精度和进给跟 随精度。位置伺服系统的定位精度一般要求能达到1μm甚至0.1μm，相应地， 对伺服系统的分辨力也提出了要求，什么是伺服系统的分辨力呢？就是当伺 服系统接受数控装置送来的一个脉冲时，工作台相应移动的单位距离叫分辨 力，也称脉冲当量。系统分辨力取决于伺服系统稳定工作性能和所使用的位 置检测元件。目前的闭环伺服系统都能达到1μm的分辨力。高精度数控机床 可达到0.1μm的分辨力甚至更小。 6）低速大转矩 数控机床的切削加工一般在工作台低速时进行，所以低速时进给驱动要有 大的转矩输出，以满足低速进给切削的要求。
第四章 数控机床的伺服系统
教学内容： 1.数控机床伺服驱动概述 2.数控机床的进给驱动系统 2.1步进电机驱动系统 2.2直流伺服系统 2.3交流伺服系统 3.数控系统的主轴驱动系统 教学要求： 1.掌握数控机床驱动系统的构成和分类及要求 2.熟练掌握步进电机驱动系统、交流伺服系统 3.了解直流伺服系统 4.掌握数控机床主轴驱动系统，包括准停装置
第四章 数控机床的伺服系统
４.1.1伺服系统的组成
数控机床伺服系统一般由位置检测装置、位置控制模块、伺服 驱动装置、伺服电动机及机床进给传动链组成。
第四章 数控机床的伺服系统
闭环伺服系统的一般结构通常由位置环和速度环组成。速度环 速度控制单元是一个独立的单元部件，它由伺服电动机、伺服驱动 装置、测速装置及速度反馈组成；位置环由数控系统中的位置控制 模块、位置检测装置及位置反馈组成。 在伺服系统位置控制中，来自数控装置插补运算得到的位置指 令，与位置检测装置反馈来的机床坐标轴的实际位置相比较，形成 位置偏差，经变换为伺服装置提供控制电压，驱动工作台向误差减 小的方向移动。在速度控制中，伺服驱动装置根据速度给定电压和 速度检测装置反馈的实际转速对伺服电动机进行控制，以驱动机床 进给传动部件。