Okuma MIV0404-1-B1

伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动;当控制信号发出时，转子立即转动;当控制信号消失时，转子能即时停转。 伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类。 交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%～15%和小于15%～25%)等特点。 直流伺服电机的优缺点 优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。 缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)。 直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。 交流伺服电机的优缺点 优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制(取决于编码器精度)，额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护(适用于无尘、易爆环境)。 缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。

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交流伺服电机的最大特征要素是伺服机构。能被称为“伺服电机”的，除了交流伺服电机，还有直流伺服电机及RC伺服电机等。下面说明它们的不同点和特征，简单介绍一下伺服机构不可或缺的位置/速度检测机构。 伺服机构与伺服电机 伺服机构是以物体的位置、方位、姿态等控制量，跟随目标（或给定值）变化的自动控制系统。伺服的英文“servo”以拉丁语中表示“奴隶”的“servus”为词根，意思是按照指令动作的控制。 直流伺服电机 一般而言，直流伺服电机与直流电机是被区别对待的。直流伺服电机的优缺点整理如下。 直流伺服电机的优点： （1）小型轻量，效率高。 （2）适合低电压工作。 （3）采用高性能永磁体可以得到高效率/大功率。 （4）电机与伺服放大器的系统价格较低。 （5）通过反馈，旋转精度及定位性能等基本性能很高。 直流伺服电机的缺点： （1）要根据负载进行伺服控制。 （2）存在电刷磨损，需要保养。 （3）电刷磨损会产生粉尘，不适用于洁净环境。 （4）会产生机械及电机噪声。 无铁心直流电机，很多厂商将其用于直流伺服电机。无铁心直流电机的特点如下： （1）转子惯量小。 （2）电机线圈的电感小，整流特性好。 （3）不产生齿槽转矩。 直流伺服电机虽然有电刷与换向器接触的缺点，但基本性能可以匹敌交流伺服电机，用途也与之十分接近。而且，它们在电机及伺服放大器的设计与制造方面有很多共同点，很多厂商把直流伺服电机和交流伺服电机放在一起销售。

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围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和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，杯壁仅0.2-0.3mm，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电容运转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，所以伺服电动机与电容运转式异步电动机相比，有两个显著特点： 1. 起动转矩大：由于转子电阻大，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. 运行范围宽：运行平稳、噪音小。[/p][p=30，2，left]3、无自转现象：运转中的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。

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