伺服电机的相关内容

伺服电机和步进电机虽相似，但本质不同

伺服电机与步进电机在控制系统应用中均使用广泛，两者在驱动控制方式上也相似，均为脉冲与方向信号来控制，但在使用性能与应用场合上却存在着较大的差异。现就二者的使用性能差异做一个对比。

一、 控制精度

对于两项混合式步进电机步距角一般为3.6度、1.8度，也有一些步进电机随着性能的提升步距角更小。而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。对于带标准2500线编码器的电机而言，伺服电机，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲量为360/10000=0.036度，其步距角为3.6度的步进电机的百分之一。

二、 运行性能

步进电机的控制方式为开环控制，启动频率过高或负载过大，易出现丢步与堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可以直接对电机编码器反馈信息进行采样，伺服电机型号，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

交流伺服电机及其调速分类和特点

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，伺服电机价格，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，伺服电机原理，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。

直流伺服电机恒转矩调速方式

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恒转矩模式下，要先保持气隙磁通Φ恒定，直流伺服电机的定子和转子磁场是正交状态的，互相没有影响。要保持Φ恒定，只要保证励磁线圈的电流稳定在一个值就可以了。理论上给一个恒流源来控制励磁线圈的电流是比较的，但是因为电流源不好找，而一般给励磁线圈施加一个稳定的电压值，也可以近似让励磁电流稳定，进而让气隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流电机，用永磁铁来替代了励磁线圈，磁通是恒定的，所以不用操这个心了。

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