工程師培訓(xùn)資料標(biāo)題：伺服電機(jī)知識(shí)培訓(xùn)（工程師培訓(xùn)）培訓(xùn)人：xx內(nèi)部工程師培訓(xùn)資料伺服電機(jī)知識(shí)培訓(xùn)

一.伺服電機(jī)基本知識(shí)

伺服來自英文單詞Servo，指系統(tǒng)跟隨外部指令進(jìn)行人們所期望的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)要素包括位置、速度和力矩。

最常見的伺服是交流永磁同步伺服電機(jī)，伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電在定子中形成變化的電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。最常見的是2500線標(biāo)準(zhǔn)編碼器配置的伺服電機(jī)。

伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類。

在交流伺服系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的類型有永磁同步交流伺服電機(jī)(PMSM)和感應(yīng)異步交流伺服電機(jī)(IM)，其中，永

磁同步電機(jī)具備十分優(yōu)良的低速性能、可以實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣、動(dòng)態(tài)特性和效率都很高，已經(jīng)成為伺服系統(tǒng)的主流之選。而異步伺服電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但是在特性上和效率上存在差距，只在大功率場(chǎng)合得到重視。

交流伺服系統(tǒng)的性能指標(biāo)可以從調(diào)速范圍、定位精度、穩(wěn)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和運(yùn)行穩(wěn)定性等方面來衡量。中低檔的伺服系統(tǒng)調(diào)速范圍在1:1000以上，一般的在1:5000～1:10000，高性能的可以達(dá)到1:100000以上；定位精度一般都要達(dá)到±1個(gè)脈沖，穩(wěn)速精度，尤其是低速下的穩(wěn)速精度比如給定1rpm時(shí)，一般的在±0.1rpm以內(nèi)，高性能的可以達(dá)到±0.01rpm以內(nèi)；動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面，通常衡量的指標(biāo)是系統(tǒng)最高響應(yīng)頻率，即給定最高頻率的正弦速度指令，系統(tǒng)輸出速度波形的相位滯后不超過90°或者幅值不小于50％。應(yīng)用在特定要求高的一些場(chǎng)合，如伺服電機(jī)MR－J3系列的響應(yīng)頻率可達(dá)900Hz，目前國(guó)內(nèi)主流產(chǎn)品的頻率在200～500Hz。運(yùn)行穩(wěn)定性方面，主要是指系統(tǒng)在電壓波動(dòng)、負(fù)載波動(dòng)、電機(jī)參數(shù)變化、上位控制器輸出特性變化、電磁干擾、以及其他特殊運(yùn)行條件下，維持穩(wěn)定運(yùn)行并保證一定的性能指標(biāo)的能力。伺服電動(dòng)機(jī)也稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速，以帶動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)分類1、交流伺服電動(dòng)機(jī)2、直流伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)分為：同步伺服異步伺服伺服電機(jī)知識(shí)點(diǎn)概述電機(jī)制造是一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)，已經(jīng)存在100余年。電機(jī)的控制技術(shù)，是除了氣缸控制技術(shù)外，比較難的技術(shù)；特別是大家之前經(jīng)常提到的“矢量控制技術(shù)”。電機(jī)控制技術(shù)的難點(diǎn)，交流電機(jī)模型特點(diǎn)是高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)；目前電機(jī)控制，主要是基于芯片控制、高速傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)的反饋控制系統(tǒng)。電機(jī)控制技術(shù)，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)直驅(qū)控制。像安川已經(jīng)推出配套驅(qū)動(dòng)器的直驅(qū)電機(jī)。

在有控制信號(hào)輸入時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)；沒有控制信號(hào)輸入，它就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。改變控制電壓的大小和相位(或極性)就可改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。1.2伺服電機(jī)最大特點(diǎn)1.3伺服電機(jī)與普通電機(jī)相比具有如下特點(diǎn)(1)調(diào)速范圍寬廣。伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓改變，能在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。(2)轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實(shí)現(xiàn)迅速啟動(dòng)、停轉(zhuǎn)。(3)控制功率小，過載能力強(qiáng)，可靠性好。2伺服電機(jī)基本結(jié)構(gòu)及原理交流伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器交流伺服電機(jī)器伺服電機(jī)主要構(gòu)成1、結(jié)構(gòu)(永磁同步電機(jī))主要由：定子1、轉(zhuǎn)子5和檢測(cè)元件8等幾部分組成。1234156789(1)籠型轉(zhuǎn)子

鐵芯槽內(nèi)放銅條,端部用短路環(huán)形成一體,

或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。2伺服電機(jī)基本結(jié)構(gòu)及原理鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子殼體2、

轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子(2)杯型轉(zhuǎn)子綱薄壁園筒形，放于內(nèi)外定子之間。一般壁厚為0.3mm2伺服電機(jī)基本結(jié)構(gòu)及原理杯型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子殼體

2.2

轉(zhuǎn)動(dòng)原理2伺服電機(jī)基本結(jié)構(gòu)及原理2

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理

2.2

轉(zhuǎn)動(dòng)原理2

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理

2.2

轉(zhuǎn)動(dòng)原理

當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，在空間形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。假設(shè)永久磁鐵是順時(shí)糾方向以n0的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，那末它的磁力線也就以順時(shí)針方向切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中就產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。根據(jù)右手定則，N極下導(dǎo)條的感應(yīng)電勢(shì)方向垂直地從紙面出來。而S極下導(dǎo)條的感應(yīng)電勢(shì)方向垂直地進(jìn)入紙面。由于鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條都是通過短路環(huán)連接起來的，因此在感應(yīng)電勢(shì)的作用下，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中就會(huì)有電流流過，電流有功分量的方向和感應(yīng)電勢(shì)方向相同。再根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力原理，轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)條又要與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，這個(gè)電磁力F作用在轉(zhuǎn)子上，并對(duì)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩。根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)矩方向與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是一致的，也是順時(shí)針方向。因此，鼠籠轉(zhuǎn)子便在電磁轉(zhuǎn)矩作用下順著磁鐵旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的運(yùn)行分析

為了分析方便，先假定勵(lì)磁繞組有效匝數(shù)Uf與控制繞組有效匝數(shù)UC相等。這種在空間上互差900電角度，有效匝數(shù)又相等的兩個(gè)繞組稱為對(duì)稱兩相繞組。3.1伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生電氣原理圖控制繞組勵(lì)磁繞組3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的運(yùn)行分析

同時(shí)，又假定通入勵(lì)磁繞組的電流Uf與通入控制繞組的電流UC相位上彼此相差900幅值彼此相等，這樣的兩個(gè)電流稱為兩相對(duì)稱電流，用數(shù)學(xué)式表示為3.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生控制繞組勵(lì)磁繞組當(dāng)兩相對(duì)稱電流通入兩相對(duì)稱繞組時(shí)，在電機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電流變化一個(gè)周期時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)了一圈。UC1UC2UF1UF23.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生3.2伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向控制繞組勵(lì)磁繞組控制繞組勵(lì)磁繞組3.2伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向3.3伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于定子繞組極對(duì)數(shù)和電源的頻率。圖所表示的是一臺(tái)兩極的電機(jī)，即極對(duì)數(shù)P＝1。對(duì)兩極電機(jī)而言，電流每變化一個(gè)周期，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一圈，因而當(dāng)電源頻率f＝400Hs，即每秒變化400個(gè)周期時(shí)，磁場(chǎng)每秒應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)400圈，故對(duì)兩極電機(jī)，即P＝1而言，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為

n0=24000r／min旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為的一般表達(dá)式為4.伺服電機(jī)的機(jī)械特性及控制方式4.1伺服電機(jī)的機(jī)械特性

對(duì)于伺服電動(dòng)機(jī)，還有一條很重要的機(jī)械特性，這就是零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性，所謂零信號(hào)，就是控制電壓UC＝0，這時(shí)磁場(chǎng)是脈振磁場(chǎng)，它可以分解為幅值相等、轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其作用可以想象為有兩對(duì)相同大小的磁鐵N—S和N—S在空間以相反方向旋轉(zhuǎn)。4.2零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性和無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象4.2零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性和無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象當(dāng)電阻已增大到使臨界轉(zhuǎn)差率＞1的程度時(shí)，合成轉(zhuǎn)矩曲線與橫軸相交僅有一點(diǎn)(S＝1處)，而且在電機(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)，合成轉(zhuǎn)矩均為負(fù)值，即為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因而當(dāng)控制電壓UC取消變?yōu)閱蜗噙\(yùn)行時(shí)，電機(jī)就立刻產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩一起促使電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，這樣就不會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。4.2零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性和無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象4.3伺服電機(jī)控制方式及特性

設(shè)電機(jī)的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩為TL，控制電壓0.25UC時(shí),電機(jī)在特性點(diǎn)A運(yùn)行，轉(zhuǎn)速為na，這時(shí)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩相平衡。當(dāng)控制電壓升高到0.5UC時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就隨之增加C，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)子及其負(fù)載存在著慣性，轉(zhuǎn)速不能瞬時(shí)改變，因此電機(jī)就要瞬時(shí)地在特性點(diǎn)C運(yùn)行，這時(shí)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就加速，一直增加到nb，電機(jī)就在B點(diǎn)運(yùn)行。伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性ABC結(jié)論：改變控制電壓的大小，就實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的控制伺服電機(jī)主要參數(shù)1.6.1

功率的選擇

功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動(dòng)機(jī)容易因過載而損壞。1.對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的伺服電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。2.對(duì)于短時(shí)工作的伺服電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。6.伺服電機(jī)的選擇6.1

種類和型式的選擇1.種類的選擇

一般自動(dòng)控制應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用交流伺服電機(jī)。調(diào)速和控制精度很高的場(chǎng)合選用直流伺服電機(jī)或其他專用的控制電機(jī),如直線電機(jī)等。2.結(jié)構(gòu)型式的選擇

根據(jù)工作方式和工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如頻繁啟停選用空心杯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的伺服電機(jī)；如速度要求較平衡的場(chǎng)合選用大慣量伺服電機(jī)6.2

主要性能指標(biāo)的選擇

1．空載始動(dòng)電壓UCO在額定勵(lì)磁電壓和空載的情況下，使轉(zhuǎn)子在任意位置開始連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的最小控制電壓定義為空載始動(dòng)電壓。用通過以額定控制電壓的百分比來表示。UCO

越小，表示伺服電動(dòng)機(jī)的靈敏度越高。一般UCO要求不大于額定控制電壓的3%～4％，使用于精密儀器儀表中的兩相伺服電動(dòng)機(jī)，有時(shí)要求不大于額定控制電壓的1％。6.2主要性能指標(biāo)的選擇

2．機(jī)械特性非線性度Km

在額定勵(lì)磁電壓下，任意控制電壓時(shí)的實(shí)際機(jī)械待性與線性機(jī)械特性在轉(zhuǎn)矩T＝Td／2時(shí)的轉(zhuǎn)速偏差△n與空載轉(zhuǎn)速n0(對(duì)稱狀態(tài)時(shí))之比的百分?jǐn)?shù)，定義為機(jī)械待性非線性度。一般要求Km≤10％～

20％6.2主要性能指標(biāo)的選擇

3．調(diào)節(jié)特性非線性度Kv

在額定勵(lì)磁電壓和空載情況下，當(dāng)控制電壓<0.7時(shí)，實(shí)際調(diào)節(jié)特性與線性調(diào)節(jié)特性的轉(zhuǎn)速偏差△n與控制電壓＝1時(shí)的空載轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)定義為調(diào)節(jié)特性非線性度，即:一般要求Kv≤20％～

25％6.2主要性能指標(biāo)的選擇

4．堵轉(zhuǎn)特性非線性度kd

在額定勵(lì)磁電壓下，實(shí)際堵轉(zhuǎn)特性與線性堵轉(zhuǎn)持性的最大轉(zhuǎn)矩偏差(△Tdn)max與控制電壓＝1時(shí)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tdo之比值的百分?jǐn)?shù)，定義為堵轉(zhuǎn)待性非線性，即

以上這幾種持性的非線性度越小，特性曲線越接近直線，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差就越小，工作就越準(zhǔn)確。一般要求

Kd≤±5％

1.4伺服電機(jī)在自控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用其它場(chǎng)合的應(yīng)用1.5伺服電動(dòng)機(jī)典型生產(chǎn)廠家德國(guó)西門子，產(chǎn)品外形有：伺服電機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1概述美國(guó)科爾摩根，產(chǎn)品外形有：伺服電機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1.5伺服電動(dòng)機(jī)典型生產(chǎn)廠家1概述日本松下及安川，產(chǎn)品外形有：松下交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器安川伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1.5伺服電動(dòng)機(jī)典型生產(chǎn)廠家5交流伺服電機(jī)的應(yīng)用

安裝在電機(jī)后端，其轉(zhuǎn)盤（光柵）與電機(jī)同軸。5V5V0V0V伺服電機(jī)控制精度取決于編碼器精度。5.1伺服電機(jī)編碼器編碼器5.2伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1、主要功能（1）根據(jù)給定信號(hào)輸出與此成正比的控制電壓UC；（2）接收編碼器的速度和位置信號(hào)；（3）I/O信號(hào)接口5.2伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)碼顯示窗口參數(shù)設(shè)置鍵計(jì)算機(jī)RS232口I/O信號(hào)接口編碼器信號(hào)接口電機(jī)電源輸入輸出接線端子2、外部組成5.2伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3、控制模式（1）位置控制模式——最大輸入脈沖頻率500KPPS（微分接收器）和200KPPS（用于開路收集器）（2）速度控制模式——模擬速度指令輸入：0～±10V/額定轉(zhuǎn)速（3）力矩控制模式——模擬力矩指令輸入：0～±10V/最大力矩5.3交流伺服電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用圖2-2交流伺服電機(jī)系統(tǒng)接線示意圖交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接AC220V

I/O板5.3.1交流伺服電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PC機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器I/O電路驅(qū)動(dòng)器電機(jī)Pulse0/1P9-0/2CNSIG控制電壓編碼器反饋信號(hào)軸號(hào)0/1數(shù)據(jù)信號(hào)使能信號(hào)DO21/22速度信號(hào)DAC0/15.3交流伺服電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用5.3.1交流伺服電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6.3

主要技術(shù)指標(biāo)的選擇

1．電壓技術(shù)數(shù)據(jù)表中勵(lì)磁電壓和控制電壓指的都是額定值。勵(lì)磁電壓允許變動(dòng)范圍為土5％左右。電壓太高，電機(jī)會(huì)發(fā)熱；電壓太低和輸出功率會(huì)明顯下降，加速時(shí)間增長(zhǎng)等。伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，應(yīng)注意到勵(lì)磁繞組兩端電壓會(huì)高于電源電壓，而且隨轉(zhuǎn)速升高而增大，其值如果超過額定值太多，會(huì)使電機(jī)過熱。控制繞組的額定電壓有時(shí)也稱最大控制電壓，在幅值控制條件下加上這個(gè)電壓就能得到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)6.3

主要技術(shù)指標(biāo)的選擇2．頻率目前控制電機(jī)常用的頻率分低頻和中頻兩大類，低頻為50HZ(或60HZ)，中頻為400HZ(或500HZ)。因?yàn)轭l率越高，渦流損耗越大，所以中頻電機(jī)的鐵心用較薄的(0.2mm以下)硅鋼片疊成，以減少渦流損耗；低頻電機(jī)則用0.35～0.5mm的硅鋼片。低頻電機(jī)不應(yīng)該用中頻電源，中頻電機(jī)也不應(yīng)該用低頻電源，否則電機(jī)性能會(huì)變差。

在不得已時(shí)，低頻電源之間或者中頻電源之間可以互相代替使用，但要隨頻率正比地改變電壓，而保持電流仍為額定值，這樣，電機(jī)發(fā)熱可以基本上不變。例如一臺(tái)500Hz、110V的電機(jī)，如果用在400Hz時(shí)，那末加到電機(jī)上的電壓就應(yīng)改成110×400／500＝88V。6.3

主要技術(shù)指標(biāo)的選擇

3．堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，堵轉(zhuǎn)電流定子兩相繞組加上額定電壓，轉(zhuǎn)速等于0時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。這時(shí)流經(jīng)勵(lì)磁繞組和控制繞組的電流分別稱堵轉(zhuǎn)勵(lì)磁電流和堵轉(zhuǎn)控制電流。堵轉(zhuǎn)電流通常是電流的最大值，可作為設(shè)計(jì)電源和放大器的依據(jù)。6.3

主要技術(shù)指標(biāo)的選擇4．空載轉(zhuǎn)速定干兩相繞組加上額定電壓，電機(jī)不帶任何負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為空載轉(zhuǎn)速n0?？蛰d轉(zhuǎn)速與電機(jī)的極數(shù)有關(guān)。由于電機(jī)本身阻轉(zhuǎn)矩的影響，空載轉(zhuǎn)速略低于同步速。6.3

主要技術(shù)指標(biāo)的選擇5．額定輸出功率當(dāng)電機(jī)處于對(duì)稱狀態(tài)時(shí)，輸出功率P2隨轉(zhuǎn)速n變化的情況如圖78所示。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近空載轉(zhuǎn)速n0的一半時(shí)，輸出功率最大。通常就把這點(diǎn)規(guī)定為交流伺服電動(dòng)機(jī)的額定狀態(tài)。對(duì)應(yīng)這個(gè)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)矩Tn。和額定轉(zhuǎn)速nn。n0nT0nnT最大功率額定轉(zhuǎn)矩TN額定轉(zhuǎn)矩TN

交流伺服電機(jī)與普通電機(jī)的區(qū)別：

1、根據(jù)電機(jī)的不同應(yīng)用領(lǐng)域，電機(jī)的種類很多。交流伺服電機(jī)屬于控制類電機(jī)，這一點(diǎn)不等同普通電機(jī)。根據(jù)電機(jī)基本原理，伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的，伺服電機(jī)帶編碼器反饋閉環(huán)控制，能滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位，而普通電機(jī)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，沒有編碼器反饋?，F(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服，這種電機(jī)受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾千瓦以上的同步伺服電機(jī)價(jià)格很貴，在大功率的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，多采用異步伺服電機(jī)+變頻驅(qū)動(dòng)。

2、電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝，交流伺服電機(jī)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的普通交流電機(jī)（一般交流電機(jī)或各類變頻電機(jī)）。就是說當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器輸出電流、電壓、頻率變化很快時(shí)，伺服電機(jī)能產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)作變化，響應(yīng)特性和抗過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)。當(dāng)然不是說變頻器輸出不了變化那么快的電源信號(hào)，而是電機(jī)本身就反應(yīng)不了，所以在變頻器的內(nèi)部算法設(shè)定時(shí)為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過載設(shè)定。

3、交流電機(jī)一般分為同步和異步電機(jī)：

（1）交流同步電機(jī)：就是轉(zhuǎn)子是由永磁材料構(gòu)成，所以轉(zhuǎn)動(dòng)后，隨著電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速

度變化，而且轉(zhuǎn)子速度等于定子速度，所以稱“同步”。

（2）交流異步電機(jī)：轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線圈和材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)后，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)切割定子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，但轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)變化永遠(yuǎn)小于定子的變化，一旦等于就沒有變化的磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈中也就沒有了感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消失，轉(zhuǎn)子失速又與定子產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流。所以在交流異步電機(jī)里有個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)是轉(zhuǎn)差率就是轉(zhuǎn)子與定子的速度差的比率。（3）對(duì)應(yīng)交流同步和異步電機(jī)，變頻器就有相應(yīng)的同步變頻器和異步變頻器，伺服電機(jī)也有交流同步伺服和交流異步伺服。當(dāng)然變頻器里交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。

4、交流伺服電機(jī)與普通電機(jī)還有很多區(qū)別，可以參考一下《電機(jī)學(xué)》方面的書籍；普通電機(jī)通常功率很大，尤其是啟動(dòng)電流很大，伺服驅(qū)動(dòng)器的電流容量不能滿足要求?？蓮碾姍C(jī)的尺寸就知道原因了。

3。交流伺服的行業(yè)應(yīng)用

現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)最早被應(yīng)用到宇航和軍事領(lǐng)域，比如火炮、雷達(dá)控制。逐漸進(jìn)入到工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。工業(yè)應(yīng)用主要包括高精度數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和其他廣義的數(shù)控機(jī)械，比如紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、郵政機(jī)械、冶金機(jī)械、自動(dòng)化流水線、各種專用設(shè)備等。其中伺服用量最大的行業(yè)依次是：機(jī)床、紡織、食品包裝、電子半導(dǎo)體、塑料、印刷和橡膠機(jī)械，合計(jì)超過75％。

在數(shù)控機(jī)床中使用永磁無刷伺服電機(jī)代替步進(jìn)電機(jī)做進(jìn)給已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)，部分高端產(chǎn)品開始采用永磁交流直線伺服系統(tǒng)。在主軸傳動(dòng)中采用高速永磁交流伺服取代異步變頻驅(qū)動(dòng)來提高效率和速度也成為熱點(diǎn)。

在機(jī)器人領(lǐng)域，無刷永磁伺服系統(tǒng)得到大量應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人擁有多個(gè)自由度，每臺(tái)工業(yè)機(jī)器人需要的電機(jī)數(shù)量在10臺(tái)以上。目前世界范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人擁有量超過100萬臺(tái)，機(jī)器人的需求量年增長(zhǎng)在30％以上。紡織行業(yè)當(dāng)前應(yīng)用伺服的比例很低，但卻是未來交流伺服大批量應(yīng)用的重要行業(yè)之一。從90年代初期至今已經(jīng)15年，紡織行業(yè)技術(shù)進(jìn)步主要是依靠變頻化、PLC化。只有少量紡織機(jī)械采用了高檔伺服技術(shù)，用于提高精度和效率，目前已有高檔梳棉機(jī)、帶自調(diào)勻整的并條機(jī)、新型粗紗機(jī)、數(shù)控細(xì)紗機(jī)、分條整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、園網(wǎng)印