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1、 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
2、围 、 线 性 的 机 械 特 性 ， 无 “自 转 ”现 象 与 快 速 响 应 的 性 能 ， 它 与 普 通 电 动 机 相 比 ，应 具 有 转 子 电 阻 大 与 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
3、 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
4、 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
5、 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
6、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。 当 电 源 频 率 为 50Hz， 电 压 有36V、 110V、 220、 380V； 当 电 源 频 率 为 400Hz， 电 压 有 20V、 26V、 36V、 115V 等 多 种 。交 流 伺 服 电 动 机 运 行 平 稳 、 噪 音 小 。 但
7、控 制 特 性 是 非 线 性 ， 并 且 由 于 转 子 电 阻大 ， 损 耗 大 ， 效 率 低 ， 因 此 与 同 容 量 直 流 伺 服 电 动 机 相 比 ， 体 积 大 、 重 量 重 ， 所 以 只 适用 于 0.5-100W 的 小 功 率 控 制 系 统 。 伺 服 电 机 原 理 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 U
8、f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 与 快 速 响 应 的 性 能 ， 它 与 普 通 电 动 机 相 比 ，应 具 有 转 子 电 阻 大 与 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
9、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 ，
10、 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
11、 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
12、 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
13、 率 一 般 是 0.1-100W。 当 电 源 频 率 为 50Hz， 电 压 有36V、 110V、 220、 380V； 当 电 源 频 率 为 400Hz， 电 压 有 20V、 26V、 36V、 115V 等 多 种 。交 流 伺 服 电 动 机 运 行 平 稳 、 噪 音 小 。 但 控 制 特 性 是 非 线 性 ， 并 且 由 于 转 子 电 阻大 ， 损 耗 大 ， 效 率 低 ， 因 此 与 同 容 量 直 流 伺 服 电 动 机 相 比 ， 体 积 大 、 重 量 重 ， 所 以 只 适用 于 0.5-100W 的 小 功 率 控 制 系 统 。 1.伺 服 主 要 靠
14、 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 ， 与 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
15、 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 与 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 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 与 民 用 场 合 。 无 刷 电 机 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 出 力
16、 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 与 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 。 大 惯 量 ， 最 高 转 动 速 度 低 ， 且随 着 功 率 增 大 而 快 速 降 低 。 因 而 适 合 做 低 速 平 稳 运 行 的 应 用 。 3.伺 服 电 机 内 部 的 转 子 是 永 磁 铁 ， 驱 动 器 控 制 的 U/V/W
