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精密傳動微型電機


“精密傳動微專用電機”能快速、正確地執(zhí)行系統(tǒng)中頻繁變化的指令，并驅(qū)動伺服機構(gòu)完成指令所期望的工作，大部分能滿足以下要求:


1.可頻繁啟停、制動、倒車、低速運行，機械強度高、耐熱性好、絕緣水平高。


2.快速反應(yīng)能力好，扭矩大，轉(zhuǎn)動慣量小，時間常數(shù)小。


3.有驅(qū)動器和控制器(如伺服電機和步進(jìn)電機)，控制性能好。


4.可靠性和精度高。


精密傳動微特電機的種類、結(jié)構(gòu)和性能比較如下:


Ac 伺服電機


(1)籠型兩相交流伺服電機(籠型轉(zhuǎn)子細(xì)長，機械特性近似線性，體積和勵磁電流小，伺服功率小，低速運行不夠平穩(wěn))。


(2)非磁杯轉(zhuǎn)子的兩相交流伺服電機(空心杯轉(zhuǎn)子，近似線性機械特性，體積和勵磁電流大，低功率伺服，低速運行平穩(wěn))。


(3)鐵磁性杯轉(zhuǎn)子伺服電機的兩相交流電(鐵磁性杯轉(zhuǎn)子，近似線性機械特性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大，齒槽效應(yīng)小，運行穩(wěn)定)。


(4)同步永磁AC 伺服電機(由永磁同步電機、轉(zhuǎn)速表和位置檢測元件組成的同軸集成單元，定子為3相或2相，磁性材料轉(zhuǎn)子必須配備驅(qū)動器；調(diào)速范圍寬，機械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成，連續(xù)失速，快速響應(yīng)性能好，輸出功率高，轉(zhuǎn)矩波動小；方波驅(qū)動和正弦波驅(qū)動兩種方式，控制性能好，是機電一體化產(chǎn)品)。


(5)異步三相交流伺服電機(轉(zhuǎn)子類似籠型異步電動機，所以必須配備驅(qū)動器，采用矢量控制，擴大了恒功率調(diào)速范圍，多用于機床主軸調(diào)速系統(tǒng))。


伺服電機 DC


(1)印刷繞組DC 伺服電機(盤式轉(zhuǎn)子和盤式定子采用柱狀磁鋼軸向粘接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，無齒槽效應(yīng)，無飽和效應(yīng)，輸出扭矩大)。


(2)線繞DC 伺服電機(盤式轉(zhuǎn)子與定子軸向結(jié)合柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，控制性能優(yōu)于其他DC 伺服電機，效率高，輸出扭矩大)。


(3)杯形電樞永磁DC電機(空心杯形轉(zhuǎn)子具有較小的轉(zhuǎn)動慣量，適用于增量運動伺服系統(tǒng))。


(4)無刷DC 伺服電機(定子為多相繞組，轉(zhuǎn)子為永磁體，帶轉(zhuǎn)子位置傳感器，無火花干擾，使用壽命長，噪音低)。


力矩馬達(dá)


(1) DC力矩電機(水平組織、極數(shù)、槽數(shù)、換向器數(shù)、串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)；輸出扭矩大，低速或堵轉(zhuǎn)時連續(xù)運行，機械和調(diào)節(jié)特性好，機電時間常數(shù)小)。


(2)無刷DC力矩電機(結(jié)構(gòu)與無刷DC 伺服電機相似，但扁平，有大量極、槽和串聯(lián)導(dǎo)體；輸出扭矩大，機械和調(diào)節(jié)特性好，使用壽命長，無火花，噪音低)。


(3)籠型交流力矩電機(籠型轉(zhuǎn)子，水平組織，極槽數(shù)多，起動力矩大，機電時間常數(shù)小，長期抱死轉(zhuǎn)子運行，機械特性軟)。


(4)實心轉(zhuǎn)子交流力矩電機(由鐵磁材料制成的實心轉(zhuǎn)子，水平組織，極數(shù)和槽數(shù)多，長期失速，運行平穩(wěn)，機械特性軟)。


步進(jìn)電動機


(1)無功步進(jìn)電機(定子和轉(zhuǎn)子均由硅鋼片制成，轉(zhuǎn)子鐵芯上無繞組，定子上有控制繞組；步距角小，啟動和運行頻率高，步距角精度低，無自鎖力矩)。


(2)永磁步進(jìn)電機(永磁轉(zhuǎn)子，徑向磁化極性；大步距角，低起動和運行頻率，保持轉(zhuǎn)矩，比無功型功耗小，但有正負(fù)脈沖電流)。


(3)混合式步進(jìn)電機(永磁轉(zhuǎn)子，軸向磁化極性；步距角精度高，保持轉(zhuǎn)矩大，輸入電流小，兼有電抗和永磁的優(yōu)點)。


此外，還有開關(guān)磁阻電機和直線電機。


開關(guān)磁阻電機:定子和轉(zhuǎn)子由硅鋼片堆疊而成，均為凸極。大跨度無功步進(jìn)電機的結(jié)構(gòu)與極數(shù)相似。它有一個轉(zhuǎn)子位置傳感器。轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān)，調(diào)速范圍小，噪音大，機械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)和串聯(lián)勵磁特性區(qū)三部分組成。


直線電機:結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)軌等可作為次級導(dǎo)體，適用于直線往復(fù)運動；高速伺服性能好，功率因數(shù)和效率高，恒速運行性能優(yōu)異。


伺服電機科技名詞定義
中文名稱:伺服電機英文名稱: servo motor
定義:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓
所屬學(xué)科:航空科技(一級學(xué)科);航空機電系統(tǒng)(二級學(xué)科)本內(nèi)容蟲全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定公布
百科名片
伺服電機在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機.是一種補助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確。將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象
目錄
什么是伺服電機
工作原理
選型方法與步進(jìn)電機的性能比較
選型計算方法
安裝使用注意事項

直流有刷伺服電機特點
使用范圍
作用
什么是伺服電機
伺服電動機又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
工作原理
1.伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移，因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷)，產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護(hù)，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

2.交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量， 轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。

3.伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。
請問交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上有什么區(qū)別?
答:交流伺服要好一些，因為是正弦
波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。