什么是伺服電機?有哪些類(lèi)型？各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)有哪些？

伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類(lèi)。

交流伺服電機分類(lèi)

交流伺服電機的基本構造與交流感應電動(dòng)機(異步電機)相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調節特性的非線(xiàn)性度指標嚴格(要求分別小于10%～15%和小于15%～25%)等特點(diǎn)。

1、異步型交流伺服電動(dòng)機

異步型交流伺服電動(dòng)機指的是交流感應電動(dòng)機。它有三相和單相之分，也有鼠籠式和線(xiàn)繞式，通常多用鼠籠式三相感應電動(dòng)機。其結構簡(jiǎn)單，與同容量的直流電動(dòng)機相比，質(zhì)量輕1/2，價(jià)格僅為直流電動(dòng)機的1/3。缺點(diǎn)是不能經(jīng)濟地實(shí)現范圍很廣的平滑調速，必須從電網(wǎng)吸收滯后的勵磁電流。因而令電網(wǎng)功率因數變壞。

這種鼠籠轉子的異步型交流伺服電動(dòng)機簡(jiǎn)稱(chēng)為異步型交流伺服電動(dòng)機，用IM表示。

2、同步型交流伺服電動(dòng)機

同步型交流伺服電動(dòng)機雖較感應電動(dòng)機復雜，但比直流電動(dòng)機簡(jiǎn)單。它的定子與感應電動(dòng)機一樣，都在定子上裝有對稱(chēng)三相繞組。而轉子卻不同，按不同的轉子結構又分電磁式及非電磁式兩大類(lèi)。非電磁式又分為磁滯式、永磁式和反應式多種。其中磁滯式和反應式同步電動(dòng)機存在效率低、功率因數較差、制造容量不大等缺點(diǎn)。數控機床中多用永磁式同步電動(dòng)機。與電磁式相比，永磁式優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、運行可靠、效率較高；缺點(diǎn)是體積大、啟動(dòng)特性欠佳。但永磁式同步電動(dòng)機采用高剩磁感應，高矯頑力的稀土類(lèi)磁鐵后，可比直流電動(dòng)外形尺寸約小1/2，質(zhì)量減輕60﹪，轉子慣量減到直流電動(dòng)機的1/5。它與異步電動(dòng)機相比，由于采用了永磁鐵勵磁，消除了勵磁損耗及有關(guān)的雜散損耗，所以效率高。又因為沒(méi)有電磁式同步電動(dòng)機所需的集電環(huán)和電刷等，其機械可靠性與感應（異步）電動(dòng)機相同，而功率因數卻大大高于異步電動(dòng)機，從而使永磁同步電動(dòng)機的體積比異步電動(dòng)機小些。這是因為在低速時(shí)，感應（異步）電動(dòng)機由于功率因數低，輸出同樣的有功功率時(shí)，它的視在功率卻要大得多，而電動(dòng)機主要尺寸是據視在功率而定的。

直流伺服電機的分類(lèi)

直流伺服電機基本構造與一般直流電動(dòng)機相似。電機轉速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E為電樞反電動(dòng)勢，K為常數，j為每極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變φ，均可控制直流伺服電動(dòng)機的轉速，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動(dòng)機中，勵磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機具有良好的線(xiàn)性調節特性及快速的時(shí)間響應。

直流伺服電機分為有刷和無(wú)刷電機兩類(lèi)。有刷直流zhi伺服電機——dao電機成本低，結構簡(jiǎn)zhuan單，啟動(dòng)轉矩大，調速shu范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便(換碳刷)，會(huì )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(chǎng)合。

無(wú)刷直流伺服電機——電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動(dòng)平滑，力矩穩定。容易實(shí)現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護不存在碳刷損耗的情況，效率很高，運行溫度低噪音小，電磁輻射很小，長(cháng)壽命，可用于各種環(huán)境。

交流伺服電機的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：速度控制特性良好，在整個(gè)速度區內可實(shí)現平滑控制，幾乎無(wú)振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制(取決于編碼器精度)，額定運行區域內，可實(shí)現恒力矩，慣量低，低噪音，無(wú)電刷磨損，免維護(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)。

缺點(diǎn)：控制較復雜，驅動(dòng)器參數需要現場(chǎng)調整PID參數確定，需要更多的連線(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：速度控制精確，轉矩速度特性很硬，控制原理簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。

缺點(diǎn)：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)。