上海斌勤電氣技術(shù)有限公司
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SIEMENS伺服電動機定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組,，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上,；另一個是控制繞組L,，聯(lián)接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機,。 　　交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,，但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機械特性,，無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應的性能,，它與普通電動機相比，應具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點,。目前應用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子,，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)子做得細長,；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子,，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm,，為了減小磁路的磁阻,，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小，反應迅速,，而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn),，因此被廣泛采用。 　　交流伺服電動機在沒有控制電壓時,，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,，轉(zhuǎn)子靜止不動。當有控制電壓時,，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，在負載恒定的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,，當控制電壓的相位相反時,，伺服電動機將反轉(zhuǎn)。 　　SIEMENS伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似,，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,，所以伺服電動機與單機異步電動機相比，有三個顯著特點： 　　1,、起動轉(zhuǎn)矩大 　　由于轉(zhuǎn)子電阻大,，其轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖3中曲線1所示，與普通異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線2相比,，有明顯的區(qū)別,。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1，這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性（機械特性）更接近于線性,，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩,。因此，當定子一有控制電壓,，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動,，即具有起動快、靈敏度高的特點,。 　　2,、運行范圍較廣 　　3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 　　正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機,，只要失去控制電壓,，電機立即停止運轉(zhuǎn)。當伺服電動機失去控制電壓后,，它處于單相運行狀態(tài),，由于轉(zhuǎn)子電阻大，定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性（T1－S1,、T2－S2曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特性（T－S曲線） 　　交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W,。當電源頻率為50Hz，電壓有36V,、110V,、220、380V,；當電源頻率為400Hz,，電壓有20V、26V,、36V,、115V等多種,。 　　交流伺服電動機運行平穩(wěn)、噪音小,。但控制特性是非線性,，并且由于轉(zhuǎn)子電阻大，損耗大,，效率低,，因此與同容量直流伺服電動機相比，體積大,、重量重,，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng)。

SIEMENS伺服電機的性能比較

SIEMENS伺服電機電機作為一種閉環(huán)控制的系統(tǒng),，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,，步進電機的應用十分廣泛,。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中,。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號）,，但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。 　　一,、控制精度不同 　　兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°,、0.9°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °,、0.36°,。也有一些高性能的步進電機通過細分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設置為1.8°,、0.9°,、0.72°、0.36°,、0.18°,、0.09°、0.072°,、0.036°,，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。 　　交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器*保*,。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機為例,，對于帶標準2000線編碼器的電機而言,，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當量為360°/8000=0.045°,。對于帶17位編碼器的電機而言,，驅(qū)動器每接收131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°,，是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655,。 　　二、低頻特性不同 　　步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象,。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利,。當步進電機工作在低速時,，一般應采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器,，或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等,。 　　交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象,。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT）,，可檢測出機械的共振點,，便于系統(tǒng)調(diào)整。 　　三,、矩頻特性不同 　　步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其*高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM,。交流伺服電機為恒力矩輸出,，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出,。 　　四、過載能力不同 　　步進電機一般不具有過載能力,。交流伺服電機具有較強的過載能力,。以山洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力,。其*大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍,，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,，在選型時為了克服這種慣性力矩,，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機,，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象,。 　　五,、運行性能不同　 　　步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,，所以為*保*其控制精度，應處理好升,、降速問題,。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠,。 　　六,、速度響應性能不同 　　步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,，以山洋400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,，可用于要求快速啟停的控制場合,。 　　綜