• 目前电机控制，主要是基于芯片控制、高速传输 技术为基础的反馈控制系统。
• 电机控制技术，已经逐步实现直驱控制。像安川 已经推出配套驱动器的直驱电机。
1.2伺服电机最大特点
在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没 有控制信号输入，它就停止转动。改变控制电压的 大小和相位(或极性)就可改变伺服电动机的转速和 转向。
信号时的机械特性，所谓零信号，就是控制电压UC＝0，这时 磁场是脉振磁场，它可以分解为幅值相等、转向相反的两个圆
形旋转磁场，其作用可以想象为有两对相同大小的磁铁N—S 和N—S在空间以相反方向旋转。
当电阻已增大到使临界转差率＞1的程度时，合成转矩曲线与横 轴相交仅有一点(S＝1处)，而且在电机运行范围内，合成转矩
控制绕组 励磁绕组
UF1
UC1
UC2
UF2
当两相对称电流通入两相对称绕组时，在电机内就产生一个旋 转磁场。当电流变化一个周期时，旋转磁场在空间转了一圈。
励磁绕组 控制绕组
励磁绕组 控制绕组
旋转磁场的转速决定于定子绕组极对数和电源的频率。图所表
示的是一台两极的电机，即极对数P＝1。对两极电机而言，电
1 2
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2、 转子
(1) 转子 铁芯槽内放铜条,端
部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。
转 定子 子
壳体
笼型转子
铸铝的笼型转子
(2) 杯 转子纲
薄壁园筒形，放于内外定 子之间。一般壁厚为0.3mm
转 定子 子
壳体
杯型转子
2.2 转动原理
2.2 转动原理
2.2 转动原理
当磁铁旋转时，在空间形成一个旋转磁场。假设永久磁铁是 顺时纠方向以n0的转速旋转，那末它的磁力线也就以顺时针方向 切割转子导条，在转子导条中就产生感应电势。根据右手定则， N极下导条的感应电势方向垂直地从纸面出来。而S极下导条的 感应电势方向垂直地进入纸面。由于鼠笼转子的导条都是通过 短路环连接起来的，因此在感应电势的作用下，在转子导条中 就会有电流流过，电流有功分量的方向和感应电势方向相同。 再根据通电导体在磁场中受力原理，转子载流导条又要与磁场
(1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电 压改变，能在宽广的范围内连续调节。 (2)转子的惯性小，即能实现迅速启动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。
驱动器
交流伺服 电机器
交流伺服电机系统
伺服电机主要构成
1、结构(永磁同步电机) 主要由：定子1、转子5和检测元件8等几部分组成。
流每变化一个周期，磁场旋转一圈，因而当
电源频率f＝400 Hs，即每秒变化400个周期时，磁场每秒应当
转400圈，故对两极电机，即P＝1而言，旋转磁场转速为
n0= 24000 r／min
旋转磁场转速为的一般表达式为
n0
f (r / s) 60 f
p
p
(r / min)
对于伺服电动机，还有一条很重要的机械特性，这就是零
培训资料
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伺服电机知识培训
一.伺服电机基本知识
伺服来自英文单词Servo，指系统跟随外部指令进行人们 所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。
最常见的伺服是交流永磁同步伺服电机， 伺服电机内部 的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电在定子中形成 变化的电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带 的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进 行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码 器的精度（线数）。最常见的是2500线标准编码器配置的伺 服电机。
1、交流伺服电动机 2、直流伺服电动机
同步伺服 异步伺服
伺服电机知识点概述
• 电机制造是一个传统行业，已经存在100余年。 • 电机的控制技术，是除了气缸控制技术外，比较
难的技术；特别是大家之前经常提到的“矢量控 制技术”。
• 电机控制技术的难点，交流电机模型特点是高阶、 非线性、强耦合的多变量系统；
相互作用产生电磁力，这个电磁力F作用在转子上，并对转轴形
成电磁转矩。根据左手定则，转矩方向与磁铁转动的方向是一 致的，也是顺时针方向。因此，鼠笼转子便在电磁转矩作用下 顺着磁铁旋转的方向转动起来。
励磁绕组 控制绕组
电气原理图
ic I m sin t
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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。分为直流和交流伺服电动机两大类。
在交流伺服系统中，电动机的类型有永磁同步交流伺服 电机(PMSM)和感应异步交流伺服电机(IM)，其中，永
磁同步电机具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制，调速范 围宽广、动态特性和效率都很高，已经成为伺服系统的主流之选。而 异步伺服电机虽然结构坚固、制造简单、价格低廉，但是在特性上和 效率上存在差距，只在大功率场合得到重视。 交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、 动态响应和运行稳定性等方面来衡量。中低档的伺服系统调速范围在 1:1000以上，一般的在1:5000～1:10000，高性能的可以达到1:100000 以上；定位精度一般都要达到±1个脉冲，稳速精度，尤其是低速下的 稳速精度比如给定1rpm时，一般的在±0.1rpm以内，高性能的可以达 到±0.01rpm以内；动态响应方面，通常衡量的指标是系统最高响应频 率，即给定最高频率的正弦速度指令，系统输出速度波形的相位滞后 不超过90°或者幅值不小于50％。应用在特定要求高的一些场合，如 伺服电机MR－J3系列的响应频率可达900Hz，目前国内主流产品的频率 在200～500Hz。运行稳定性方面，主要是指系统在电压波动、负载波 动、电机参数变化、上位控制器输出特性变化、电磁干扰、以及其他 特殊运行条件下，维持稳定运行并保证一定的性能指标的能力。
均为负值，即为制动转矩。因而当控制电压UC取消变为单相运行
时，电机就立刻产生制动转矩，与负载阻转矩一起促使电机迅 速停转，这样就不会产生自转现象。
C
A
B
伺服电动机的机械特性
结论：改变控制电压的大 小，就实现了转速的控制