伺服电动机PPT课件
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伺服电动机PPT课件
2）磁场控制：通过改变励磁电压大小和方向来改变直 流伺服电动机的转速和转向。（信号加在励磁绕组两端）
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
直流伺服电机PPT课件
电流反馈
功放
第14页/共47页
G
M
§6.4 直流伺服电机 （五） 直流进给运动的速度控制（2）PWM调速系统
① 主回路：
大功率晶体管开关放大器； ② 控制回路：功率整流器。
速度调节器；
电流调节器；
固定频率振荡器及三角波发生器；
脉宽调制器和基极驱动电路。
区别：
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
2） 脉宽调制器
同向加法放大器电路图 U S r –速度指令转化过
来的直流电压
U△
R1
U Sr
R1
R2
+ +12V
-
R3
USC
U △- 三角波
USC- 脉宽调制器的输
出（ U S r +U △ ）
调制波形图
U △+U S r
U△
+U S r
o
o
t
-12V U △+U S r
t
o
-U S r
t
U SC
电机转速与理想空载转速的差
（6.7）
ω（n） △ω
ωO
O
TL TS T
图6.7 直流电机的机械特性
第3页/共47页
§6.4 直流伺服电机 （二）一般直流电机的工作特性
2. 动态特性 直流电机的动态力矩平衡方程式为
TM TL J d
dt
式中
TM ─电机电磁转矩； TL ─ 折算到电机轴上的负载转矩； ω ─ 电机转子角速度； J ─ 电机转子上总转动惯量；
（6.1）
KT —转矩常数； Φ—磁场磁通；Ia —电枢电流；TM —电磁
转矩。电枢回路的电压平衡方程式为:
伺服电机及其控制原理-PPT
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
指令脉冲
脉冲马达
１脉冲 ＝ １步进角
例 步进角 ０.３６°的情况 １脉冲 → ０.３６°的动作
１０００脉冲 → ３６０°（１圈）
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
位置 ＝ 脉冲数 速度 ＝ 脉冲频率
42
问题8：伺服电机过热（电机烧毁）。
原因：1、负载惯性（负荷）太大，增大电机和控制器 的容量；2、设备（机械）松动、脱落，重新确认设备 （机械）各部件；3、与驱动器接线错误，确认电机和 控制器名牌，根据说明书检查是否接线错误。4、电机 轴承故障。5、电机故障（接地、缺相等）
43
3.1 伺服控制器概述
伺服驱动器（servo drives） 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，主要应用于高精度的定位系统。
44
伺服控制器的作用
1、按照定位指令装置输出的脉冲串，对工件进行定位控制。 2、伺服电机锁定功能：当偏差计数器的输出为零时，如果有外力
34
需要我们注意的是： 伺服电机实际使用当中，必须了解电
机的型号规格，确认好电机编码器的分 辨率，才能选择合适的伺服控制器。
35
松下伺服电机常见故障分析
问题1：对伺服电机进行机械安装时，应该 注意什么问题？
由于每台伺服电机都带有编码器，它是一个十分容易碎 的精密光学器件，过大的冲击力会使其破坏。因而在安 装的过程中要避免对编码器使用过大的冲击力。
开环伺服系统结构简图
数控装置发出脉冲指令，经过脉冲分配和功 率放大后，驱动步进电机和传动件的累积误 差。因此，开环伺服系统的精度低，一般可 达到0.01mm左右，且速度也有一定的限制。
03交流永磁同步伺服电动机(1).ppt
单元六 交流伺服系统
第三节 交流永磁同步伺服电动机
●基本要求： 1）认知永磁同步伺服电动机结构和工作原 理 2）了解永磁同步电动机的控制策略 3）认知永磁同步电动机的特点和主要参数
●重点和难点: 永磁同步伺服电动机结构和工作原理
交流伺服系统
反馈控制
－伺服控制的特征
➢ 实现误差的自动校正
➢ 实现高性能的重要手段
四、永磁同步电动机的特点
和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷 等缺点。 和异步电动机阻损耗减小，且转 子参数可测、控制性能好；成本高、起动困难等 缺点。 和普通同步电动机相比，它结构简单，体积小、重 量轻，效率高。
五、交流永磁同步伺服电动机的 主要参数
表 交流永磁同步伺服电动机的主要技术参数
永磁同步电动机由定子和转子两大部分组成
查看5611交流伺服电机图片库
永磁同步电动机的结构 1-旋转变压器；2-永磁体；3-电枢铁芯；4-电枢三相绕组；
5-电机转轴
二、永磁同步伺服电动机工作原理
插入5631无刷直流电机 的工作原理动画
永磁同步电动机的工作原理
三、永磁同步电动机的控制策略
1.恒压频比控制 2.矢量控制 3.直接转矩控制
速度反馈
减速器
运动
负载
工作台
直线光栅尺
速度环
电机电源
伺服 放大器
丝杠
0 to ±10VDC
位置环
控制器
对位置 速度 力矩进行精确的控制
伺服控制系统的优点（1）
❖ 提高机械的响应、速度和灵活性 ❖ 提高生产过程的柔性,减小系统建立时间 ❖ 提高设备的生产率 ❖ 提高加工制造精度,减少废品
伺服控制系统的优点（2）
❖ 零速时的满额扭矩输出 ❖ 超低速的平稳运行 ❖ 简化原有的机械系统，提高性能
第三节 交流永磁同步伺服电动机
●基本要求： 1）认知永磁同步伺服电动机结构和工作原 理 2）了解永磁同步电动机的控制策略 3）认知永磁同步电动机的特点和主要参数
●重点和难点: 永磁同步伺服电动机结构和工作原理
交流伺服系统
反馈控制
－伺服控制的特征
➢ 实现误差的自动校正
➢ 实现高性能的重要手段
四、永磁同步电动机的特点
和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷 等缺点。 和异步电动机阻损耗减小，且转 子参数可测、控制性能好；成本高、起动困难等 缺点。 和普通同步电动机相比，它结构简单，体积小、重 量轻，效率高。
五、交流永磁同步伺服电动机的 主要参数
表 交流永磁同步伺服电动机的主要技术参数
永磁同步电动机由定子和转子两大部分组成
查看5611交流伺服电机图片库
永磁同步电动机的结构 1-旋转变压器；2-永磁体；3-电枢铁芯；4-电枢三相绕组；
5-电机转轴
二、永磁同步伺服电动机工作原理
插入5631无刷直流电机 的工作原理动画
永磁同步电动机的工作原理
三、永磁同步电动机的控制策略
1.恒压频比控制 2.矢量控制 3.直接转矩控制
速度反馈
减速器
运动
负载
工作台
直线光栅尺
速度环
电机电源
伺服 放大器
丝杠
0 to ±10VDC
位置环
控制器
对位置 速度 力矩进行精确的控制
伺服控制系统的优点（1）
❖ 提高机械的响应、速度和灵活性 ❖ 提高生产过程的柔性,减小系统建立时间 ❖ 提高设备的生产率 ❖ 提高加工制造精度,减少废品
伺服控制系统的优点（2）
❖ 零速时的满额扭矩输出 ❖ 超低速的平稳运行 ❖ 简化原有的机械系统，提高性能
伺服电机讲解PPT课件
（3）I/O信号接口
驱动器
外部组成
电机电源输入 输出接线端子
数码显示窗口 参数设置键 计算机RS232口
I/O信号接口 编码器信号接口
交流伺服电机驱动器
系统结构
U V W
连接AC220V
I/O板
图 2-2 交流伺服电机系统接线示意 图
型号
ST系列交流伺服电机型号编号说明
110 ST -M 050 30 L F B Z 1 2 3 4 5 6 789
选型
功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容
易因过载而损坏。
1. 对于连续运行的伺服电动机，所选功率应等于或 略大于生产机械的功率。
2. 对于短时工作的伺服电动机，允许在运行中有短 暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械 的功率。
Thanks for your attention!
绝对式编码器
每一个位置对应一个确定的数字码， 其示值只与测量的起始和终止位置有 关，与测量的中间过程无关
编码器结构
安装在电机后端，其转盘与电机同轴。 码盘、发光管、光电接收管、光栏板、放大整形电路
编码器结构
A相脉冲 B相脉冲 Z相脉冲
码盘
所刻条纹越多，分辨率越高
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
5：表示电机额定转速，其值为二位数×100，单位：r/min
选型
种类的选择 一般自动控制应用场合应尽可能选用交流伺服电 机。调速和控制精度很高的场合选用直流伺服电机或 其他专用的控制电机,如直线电机等。
结构型式的选择
根据工作方式和工作环境的条件选择不同的结构 型式，如频繁启停的场合选用空心杯转子结构的伺服 电机；如速度要求较平衡的场合选用大惯量伺服电机
驱动器
外部组成
电机电源输入 输出接线端子
数码显示窗口 参数设置键 计算机RS232口
I/O信号接口 编码器信号接口
交流伺服电机驱动器
系统结构
U V W
连接AC220V
I/O板
图 2-2 交流伺服电机系统接线示意 图
型号
ST系列交流伺服电机型号编号说明
110 ST -M 050 30 L F B Z 1 2 3 4 5 6 789
选型
功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容
易因过载而损坏。
1. 对于连续运行的伺服电动机，所选功率应等于或 略大于生产机械的功率。
2. 对于短时工作的伺服电动机，允许在运行中有短 暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械 的功率。
Thanks for your attention!
绝对式编码器
每一个位置对应一个确定的数字码， 其示值只与测量的起始和终止位置有 关，与测量的中间过程无关
编码器结构
安装在电机后端，其转盘与电机同轴。 码盘、发光管、光电接收管、光栏板、放大整形电路
编码器结构
A相脉冲 B相脉冲 Z相脉冲
码盘
所刻条纹越多，分辨率越高
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
5：表示电机额定转速，其值为二位数×100，单位：r/min
选型
种类的选择 一般自动控制应用场合应尽可能选用交流伺服电 机。调速和控制精度很高的场合选用直流伺服电机或 其他专用的控制电机,如直线电机等。
结构型式的选择
根据工作方式和工作环境的条件选择不同的结构 型式，如频繁启停的场合选用空心杯转子结构的伺服 电机；如速度要求较平衡的场合选用大惯量伺服电机
《伺服电机教程》课件
数字信号控制方式是 通过脉冲来控制电机 的旋转角度和速度。
模拟信号控制方式是 通过电压或电流来控 制电机的旋转角度和 速度。
伺服电机的调速原理
伺服电机的调速原理是通过改变输入到电机的电 压或电流来改变电机的旋转速度。
当输入的电压或电流增加时，电机的旋转速度会 增加。
当输入的电压或电流减小时，电机的旋转速度会 减小。
伺服电机的响应特性
01
伺服电机的响应特性是指电机对控制信号的响应速 度和精度。
02
伺服电机的响应速度很快，可以在毫秒级别内完成 位置和速度的控制。
03
伺服电机的精度很高，可以精确地控制电机的旋转 角度和速度。
03 伺服电机的选型 与使用
伺服电机的选型原则
根据负载性质选择
根据负载的重量、摩擦系数、加速度等参数，选择合 适的伺服电机。
02 伺服电机的工作 原理
伺服电机的组成结构
伺服电机主要由定子、转 子、编码器等部分组成。
转子是伺服电机中旋转的 部分，它连接着负载。
定子是伺服电机的主要部 分，它产生磁场，使转子 能够旋转。
编码器是用来检测转子位 置的装置，它与电机轴同 轴安装。
伺服电机的控制方式
伺服电机可以通过模 拟信号或数字信号进 行控制。
《伺服电机教程》ppt课件
目录
• 伺服电机简介 • 伺服电机的工作原理 • 伺服电机的选型与使用 • 伺服电机的发展趋势与未来展望
01 伺服电机简介
伺服电机的定义与工作原理
总结词
理解伺服电机的基本定义和工作原理是掌握其应用的基础。
详细描述
伺服电机是一种能够实现精确控制的电机，它能够将输入的 电信号转换成机械旋转运动或线性位移。伺服电机由定子和 转子组成，通过控制输入电压或电流，可以精确地控制电机 的旋转角度或直线位移。
电机与电力拖动(伺服电机)PPT
伺服电动机
伺服电动机在自动控制系统中作为 执行元件故又称执行电动机，其功能是 把所接受的电信号转换为电动机转轴上 的角位移或角速度的变化。 伺服电动机包括异步伺服电动机和 同步伺服电动机。
异步伺服电动机
异步伺服电动机实质上是一个两相异步 电动机。 定子：励磁绕组和控制绕组（空间相差 90°） 。 运行时，励磁绕组始终加有交流励磁电 压，控制绕组则加有控Biblioteka 电压。异步伺服电动机
(1) 幅值控制，控制电压与励磁电压的相位差保持 90°不变，通过改变控制电压的大小来改变电动机 的转速。 (2)相位控制，控制电压与励磁电压的大小保持额定 值不变，通过改变它们的相位差来改变电动机的转 速。 (3)幅相控制。同时改变控制电压的大小和相位来改 变电动机的转速。
同步电动机
三相桥式整流电路
三相桥式逆变电路
同步伺服电动机
实验室伺服系统组成
Ethernet/IP
人机操作平台 PanelView 600
计算机
ControlNet
电 源 C E C P N N U B B
S E R C O S
ControlLogix系统
SERCOS
伺服驱动器
制动 模块
伺服驱动器
制动 模块
编 码 器 编 码 器
伺服驱动器
制动 模块
编 码 器
伺服电 动机
伺服电 动机
伺服电 动机
三轴精密定位平台
ControlLogix 系统
伺服驱动器Ultra3000-SE
三轴精密定位平台
创建工程Motion-control
控制器项目管理器
轴的参数设置
运动控制指令
伺服监控系统
SEW发展历史 德国SEW集团成立于1931年，坐落在德国巴登符腾堡州 的Bruchsal，是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制 设备的跨国性国际集团。 SEW集团拥有世界上最先进的生产 设备，是世界同行业中水平最高、技术最先进的跨国公司， 产品营销全世界。目前在全世界设立10个制造中心，58个组 装厂及200多个销售服务办事处，遍布世界五大洲和几乎所 有的工业化国家，可以方便快捷地为世界各地的客户提供高 质量的产品及优质服务。 自从1995年进入中国以来，SEW公司得到了迅猛的发展， 先后在天津、苏州、广州、沈阳等地区建立制造中心和装配 基地业务涵盖多种行业和国家重点工程，为中国动力传动技 术的发展做出了巨大的贡献。
伺服电动机在自动控制系统中作为 执行元件故又称执行电动机，其功能是 把所接受的电信号转换为电动机转轴上 的角位移或角速度的变化。 伺服电动机包括异步伺服电动机和 同步伺服电动机。
异步伺服电动机
异步伺服电动机实质上是一个两相异步 电动机。 定子：励磁绕组和控制绕组（空间相差 90°） 。 运行时，励磁绕组始终加有交流励磁电 压，控制绕组则加有控Biblioteka 电压。异步伺服电动机
(1) 幅值控制，控制电压与励磁电压的相位差保持 90°不变，通过改变控制电压的大小来改变电动机 的转速。 (2)相位控制，控制电压与励磁电压的大小保持额定 值不变，通过改变它们的相位差来改变电动机的转 速。 (3)幅相控制。同时改变控制电压的大小和相位来改 变电动机的转速。
同步电动机
三相桥式整流电路
三相桥式逆变电路
同步伺服电动机
实验室伺服系统组成
Ethernet/IP
人机操作平台 PanelView 600
计算机
ControlNet
电 源 C E C P N N U B B
S E R C O S
ControlLogix系统
SERCOS
伺服驱动器
制动 模块
伺服驱动器
制动 模块
编 码 器 编 码 器
伺服驱动器
制动 模块
编 码 器
伺服电 动机
伺服电 动机
伺服电 动机
三轴精密定位平台
ControlLogix 系统
伺服驱动器Ultra3000-SE
三轴精密定位平台
创建工程Motion-control
控制器项目管理器
轴的参数设置
运动控制指令
伺服监控系统
SEW发展历史 德国SEW集团成立于1931年，坐落在德国巴登符腾堡州 的Bruchsal，是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制 设备的跨国性国际集团。 SEW集团拥有世界上最先进的生产 设备，是世界同行业中水平最高、技术最先进的跨国公司， 产品营销全世界。目前在全世界设立10个制造中心，58个组 装厂及200多个销售服务办事处，遍布世界五大洲和几乎所 有的工业化国家，可以方便快捷地为世界各地的客户提供高 质量的产品及优质服务。 自从1995年进入中国以来，SEW公司得到了迅猛的发展， 先后在天津、苏州、广州、沈阳等地区建立制造中心和装配 基地业务涵盖多种行业和国家重点工程，为中国动力传动技 术的发展做出了巨大的贡献。
伺服电机工作原理图PPT
伺服电机工作原理图PPT
伺服电机是一种具有高精度、高速度和高扭矩的电机，常用于需要精确控制位置、速度和转矩的应用。
伺服电机通过内部的反馈系统不断检测输出轴位置，并根据这些信息调整控制信号，以使输出轴达到期望位置。
下面将介绍伺服电机的工作原理图PPT。
1. 电机结构
伺服电机的主要结构包括电机本体、编码器、控制器和电源部分。
电机本体通过电源输入产生转矩输出，编码器用于检测电机输出轴位置，控制器根据编码器反馈信号和控制输入信号生成驱动电流，从而控制电机旋转。
2. 工作原理
伺服电机的工作原理是通过控制器不断调整电机驱动电流，使得电机输出轴位置和速度与期望值保持一致。
控制器根据编码器反馈信息与设定值的误差，采用比例-积分-微分（PID）控制算法计算控制信号，调整电机输出。
这种反馈控制方式能够实现高精度的位置控制。
3. 工作原理图PPT
伺服电机工作原理图PPT通常包括电机结构示意图、PID控制原理图、控制信号流程图等内容。
通过PPT展示，可以清楚地展示伺服电机的工作原理和控制过程，便于理解和学习。
4. 应用领域
伺服电机广泛应用于数控机床、机器人、飞行器、医疗设备等领域，以满足对位置精度和速度控制精度要求较高的应用。
通过PPT展示伺服电机工作原理，可以帮助工程师和学生更好地理解伺服电机的工作原理和应用。
结语
伺服电机是一种高性能的电机，其工作原理基于精确的位置控制和反馈调节。
通过PPT展示伺服电机的工作原理图，可以帮助人们更好地理解伺服电机的工作原理和应用。
希望本文对您有所帮助。
以上是关于伺服电机工作原理图PPT的介绨，谢谢阅读！。
伺服电机教学PPT教学PPT学习教案
1）交流永磁伺服电机本体：主要由转子和定子两部分组成，在转子上装有特殊性能的永磁体（采用稀土永磁材料），用以产生恒定磁场。在电机定子铁心上的三相电枢绕组，接在驱动控制器的逆变器的输出部分。
2）传感器：为了对转子磁极定向，首先必须有转子位置检测器，以此为依据实现矢量控制；为了检测电机的实际运行速度，通常需加装速度传感器，它和位置传感器一起安装在电机的非负载端。实际上，检测电机的转子旋转速度、磁极位置和系统的闭环的位置这三种信号可由一个编码器或一个旋转变压器来完成。
第8页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
◇特点：异步伺服电动机与普通异步电动机的重要区别之一是——转子电阻大。其目的是：1）为了增大异步伺服电动机的调速范围并满足机械特性更接近于线性的要求。2）防止出现“自转”现象。
第9页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
防止出现“自转”现象0 00
第13页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
4）双相控制：励磁绕组与控制绕组间的相位差固定为90度电角度，而励磁绕组电压的幅值随控制电压的改变而同样改变。也就是说，不论控制电压的大小如何，伺服电机始终在圆形旋转磁场下工作，获得的输出功率和效率最大。
第14页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
第11页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
2）相位控制：保持控制电压的幅值不变，通过调节控制电压的相位，即改变控制电压相对励磁电压的相位角，实现对电机的控制。
第12页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
3）幅值-相位控制（或称电容控制）：将励磁绕组串联电容C后，接到励磁电源上，调节控制电压的幅值来改变电动机的转速时，由于转子绕组的耦合作用，励磁回路中的电流If也发生变化，使Uf及Uca也随之改变。也就是说，控制电压Uc和Uf的大小及它们之间的相位角也都跟着改变。是一种较常用的控制方式。
2）传感器：为了对转子磁极定向，首先必须有转子位置检测器，以此为依据实现矢量控制；为了检测电机的实际运行速度，通常需加装速度传感器，它和位置传感器一起安装在电机的非负载端。实际上，检测电机的转子旋转速度、磁极位置和系统的闭环的位置这三种信号可由一个编码器或一个旋转变压器来完成。
第8页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
◇特点：异步伺服电动机与普通异步电动机的重要区别之一是——转子电阻大。其目的是：1）为了增大异步伺服电动机的调速范围并满足机械特性更接近于线性的要求。2）防止出现“自转”现象。
第9页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
防止出现“自转”现象0 00
第13页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
4）双相控制：励磁绕组与控制绕组间的相位差固定为90度电角度，而励磁绕组电压的幅值随控制电压的改变而同样改变。也就是说，不论控制电压的大小如何，伺服电机始终在圆形旋转磁场下工作，获得的输出功率和效率最大。
第14页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
第11页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
2）相位控制：保持控制电压的幅值不变，通过调节控制电压的相位，即改变控制电压相对励磁电压的相位角，实现对电机的控制。
第12页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
3）幅值-相位控制（或称电容控制）：将励磁绕组串联电容C后，接到励磁电源上，调节控制电压的幅值来改变电动机的转速时，由于转子绕组的耦合作用，励磁回路中的电流If也发生变化，使Uf及Uca也随之改变。也就是说，控制电压Uc和Uf的大小及它们之间的相位角也都跟着改变。是一种较常用的控制方式。
【精品】伺服电机PPT课件
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放
给定电压
Ug U d
大
-
-+
器
+ Ur
-
-
+
机械负载 +
-
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
五、项目检查 检查掌握伺服电机的工作过程情况，掌握伺服电机工作线
路的搭接，在此基础上掌握伺服电动机工作过程、实例。 检查线路搭接。
六、教学评估 1 为什么交流伺服电动机的转子电阻值要相当大? 2 当直流伺服电动机励磁电压和控制电压不变时，若将负载
转矩减小，试问此时电枢电流、电磁转矩、转速将如何变化? 3 如何改变两相交流伺服电动机的转向?为什么能改变其转
向? 4 为什么直流测速发电机使用时不宜超过规定的最高转速?
负载电阻又不能低于规定值?
结束语
谢谢大家聆听！！！
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反之当负载转矩由于某种原因有所增加时，系统的转速将下降，测速 发电机的输出电压Uf减小，因而差值电压Ud=Ug—Uf增大，经放大后加 在伺服电动机上的电枢电压也增大，电动机转速上升。由此可见，该系 统由于测速发电机的接入，具有自动调节作用，使系统转速近似于恒定 值。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
伺服电机
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
教学目标：
直流伺服电机使用； 交流伺服电机使用；
教学重点和难点：
1、直流伺学方法：
项目教学法： 1、引出问题； 2、项目分析； 3、行为引导法； 4、学练结合
电机及机床电器控制
电机及机床电器控制
电机及机床电器控制
直流测速发电机的工作原理图
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
直流测速发电机的输出特性
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伺服电动机
怎样消除“自转”现象？
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伺服电动机
当控制电压UC=0，只有励磁电压Uf时， 在单个绕组中通入交流电流产生的单相脉 动磁场可分为两个大小相等、方向相反的 旋转磁场，正向旋转磁场对转子产生拖动 转矩T+，反向旋转磁场对转子产生制动转 矩T－。当增大转子电阻，使sm≥1时，其合 成转矩T在电动机工作状态时成为负值，即 当控制电压消失后，处于单相运行的电动 机由于电磁转矩为制动性质。当电动机正 转时失去控制电压，产生的总转矩T为负 （0＜s＜ 1）；而反转时失去控制电压，
变，能在宽广的范围内连续调节。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。
(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。
(4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，
应立即停转；
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伺服电动机
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
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伺服电动机
日本松下及安川，产品外形有：
控制电机主要用于自动控制系统和计算装置中，着重于特 性的精度和对控制信号的快速响应等。
普通电机主要用于电力拖动系统中，用来完成机电能量的 转换，着重于启动和运转状态能力指标的要求。
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3
伺服电动机
控制电机的特点
1.控制电机在自动控制系统和计算装置中作为执行元件、 检测元件和解算元件。
2.控制电机的输出功率较小，一般从数百豪瓦到数百瓦。
控制电机的应用
控制电机在现代工业自动控制系统、现代科学技术和军事 装备中是必不可少的重要设备。如在数控机床、火炮和雷达的 自动定位、飞机的自动驾驶以及医疗等方面都有广泛的应用。
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伺服电动机
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
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伺服电动机
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动 控制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电 压的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将 非常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时 地停转。
复习
伺服电动机
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伺服电动机
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
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2
伺服电动机
控制电机与普通电机的异同 普通电机与控制电机在结构上并无本质区别，区别主要在 于应用场合不同，用途不一样，对其性能指标的要求也不一样。
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伺服电动机
2） 转子
a 笼型转子 但为了减少转子的转动惯量 ，做的细而长。导条及端环可用 高电阻率的导电材料（黄铜、青 铜等），也可用铸铝转子。
转 定子 子
壳体
笼型转子
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铸铝的笼型转子 20
伺服电动机
b 非磁性空心杯转子
薄壁圆筒形，放于内外定子之 间。外定子上装有空间上互差90° 电角度的两相绕组，内定子铁心只 用作闭合磁路，减小磁阻。一般壁 厚为0.3mm。
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt2
T
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伺服电动机
励磁绕组接与恒压直流 电源Uf上，流过恒定励磁 电流If，产生恒定磁通Φ， 将控制电压Uc加在电枢绕 组上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T，实现对 电动机转速的控制。
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伺服电动机
当电枢电压改变时，可 得一组平行的机械特性。
直流伺服电动机实物图
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伺服电动机
2.控制方式
1）电枢控制：通过改变电枢电压的大小和方向来达到 改变直流伺服电机的转速和方向。（信号电压加在电枢绕 组两端），机械特性线性度好、精度高、响应速度快等优 点，工程上该方法最常用。
2）磁场控制：通过改变励磁电压大小和方向来改变直 流伺服电动机的转速和转向。（信号加在励磁绕组两端）
直流伺服电动机的电路与机械特性
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当电枢电压一定时，T 越大，n越低。
在负载转矩一定，磁通 不变时，控制电压Uc高， 转速也高，转速的增加与 控制电压的增加成正比； 当Uc=0时，n=0，电动机停 转。
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伺服电动机
注意
可控性
改变电枢电压的极性，伺服电动机就反转。
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伺服电动机
3.使用直流伺服电动机的注意事项 使用时要先接通励磁电源，等待控制信号。一旦控制 信号出现，电动机马上起动，快速进入运行；当信号消失， 电动机马上停转。工作工程中要防止励磁绕组断电，以防 止因超速而损坏。
当控制信号电压为零时，如果转子是
普通现象称为
“自转”，失去可控性。
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伺服电动机
“自转”现象的产生 两相异步电动机正常运行时，若转子电阻较小， 当控制电压变为零时，电动机便成为单相异步电动 机会继续运行 ，而不能立即停转，称为“自转” 现象。
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伺服电动机
伺服电机最大特点 在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没有控制信 号输入，它就停止转动。改变控制电压的大小和相位(或极 性)就可改变伺服电动机的转速和转向。
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伺服电动机
分类
交流伺服电动机（以交流电源工作） 直流伺服电动机（以直流电源工作）
(1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电压改
产生的转矩总转矩T为正（1＜s＜2）。消
松下交流伺服电机及驱动器
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安川伺服电机驱动器
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驱动器
伺服电动机
交流伺服 电机器
交流伺服电机系统
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伺服电动机
一、直流伺服电动机
1.结构与工作原理 直流伺服电机的结构和工作原理与他励直流电动机相同。 按励磁方式分为：他励式和永磁式两种。
他励式——磁场由励磁绕组产生 永磁式——磁场由永久磁铁产生
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伺服电动机
二、交流伺服电动机
1.结构
转
子
由定子和转子二大部
分组成
1）定子
由铁心和线圈组成。定子
铁 一心 个槽励内磁嵌 绕有组两，相一绕个_组 控，制
+_
+
绕组，空间上互差90e°电励磁绕组 e e e 控制绕组
角度。
+
_+
_
•U1
U2
励磁电压 .
•U1
U2
控制电压
定子 壳体
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伺服电动机
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转 定子 子
壳体
杯型转子
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2.工作原理
伺服电动机
工作时，在励磁绕组上加单相交
流电Uf，在控制绕组上加控制信号电 压Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在 相位上相差90°，它们产生的磁通Φf 和Φc在相位上也相差90°，于是在空 间产生一个两相旋转磁场。此时交流
伺服电动机的转子向某一个方向旋转。