第7章 交流伺服电动机new

交流伺服电动机解析，交流伺服电动机的基本类型、控制方式及其特点交流伺服电动机，是将电能转变为机械能的一种机器。

交流伺服电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。

电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。

交流伺服电动机主要由定子部分和转子部分组成，其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组（其中一组为激磁绕组，另一组为控制绕组）。

交流伺服电动机控制精度高，矩频特性好，具有过载能力，多应用于物料计量，横封装置和定长裁切机上。

交流伺服电动机的基本类型与普通交流电动机类似，交流伺服电动机也分为异步和同步两种。

两相交流伺服电动机原理上就是一台两相异步电动机。

它的定子上正交放置两相绕组，这两相绕组一个叫励磁绕组，另一相为控制绕组。

转子一般有两种结构形式，一种是笼型转子，这种转子的结构与普通笼型感应电动机的转子相同；另一种是非磁性空心杯转子，其结构如图所示。

笼型转子与空心杯转子比较。

前者输出力矩大、结构简单、励磁电流小、效率高，唯一不足是转子转动惯量大，因而动态响应不如空心杯转子快。

空心杯转子具有惯性小，反应灵敏，调速范围大、但这种电动机的励磁电流较大，因而功率因素和效率较低。

运行时，励磁绕组一般施加固定单相交流电压，通过对控制绕组的控制电压进行必要的控制来实现对转速的调节。

同时应注意，在相位上是不同的。

交流伺服电动机的控制方式交流伺服电动机的控制方式有三种：（1）幅值控制幅值控制通过改变控制电压Uc的大小来控制电机转速，此时控制电压Uc与励磁电压Uf之间的相位差始终保持90°电角度。

控制绕组为额定电压时所产生的气隙磁通势为圆形旋转磁通势，产生的电磁转距最大。

（2）相位控制通过改变控制电压Uc与励磁电压Uf之间的相位差来实现对电机转速和转向的控制，而控制电压的幅值保持不变。

Uc相位通过移相器可以改变，从而改变两者之间的相位差，（3）幅值相位控制励磁绕组串接电容c后再接到交流电源上，控制电压Uc与电源同相位，但幅值可以调节，当Uc的幅值可以改变时，转子绕组的耦合作用，使励磁绕组的电流If也变化，从而使励磁绕组上的电压Uf及电容上的电压uc也跟随改变，Uc与Uf的相位差？也随之改变，即改变Uc的大小，Uc与Uf的相位差也随之改变，从而改变电机的转速。

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyu iopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv bnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyu iopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv bnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiop asdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjk lzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio pasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghj klzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert 交流伺服电机 西安科技大学 车辆工程0701班 何龙 0705030116交流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三相电形成电磁场，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）交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。

其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。

交流伺服电机的工作方式交流伺服电机是一种能够实现精确控制的电机，它通过控制电机的电流和电压来实现精确的位置、速度和力控制。

在工业自动化、机器人、数控机床等领域，交流伺服电机已经成为不可或缺的重要组成部分。

下面将详细介绍交流伺服电机的工作方式。

1. 交流伺服电机的基本工作原理交流伺服电机的基本工作原理是利用电机的转子位置反馈信号来控制电机的转速和位置。

交流伺服电机的转子上装有编码器或霍尔传感器，能够实时反馈电机的转子位置信息。

控制器通过读取这些反馈信号，计算出电机的实际位置和速度，并与期望位置和速度进行比较，通过调节电机的电流和电压来实现精确的位置和速度控制。

2. 交流伺服电机的控制系统交流伺服电机的控制系统主要由三部分组成：控制器、电机和反馈装置。

控制器是控制电机运动的核心部分，它通过读取反馈信号，计算出电机的实际位置和速度，并与期望位置和速度进行比较，通过调节电机的电流和电压来实现精确的位置和速度控制。

电机是执行机构，它将控制器输出的电流信号转换为机械运动。

反馈装置是用来检测电机实际位置和速度的设备，它能够实时反馈电机的转子位置信息，提供给控制器进行计算。

3. 交流伺服电机的控制方式交流伺服电机的控制方式主要有位置控制、速度控制和力控制三种。

位置控制是指控制电机到达指定位置的控制方式，通过读取反馈信号，计算出电机的实际位置和期望位置之间的误差，通过调节电机的电流和电压来实现精确的位置控制。

速度控制是指控制电机达到指定速度的控制方式，通过读取反馈信号，计算出电机的实际速度和期望速度之间的误差，通过调节电机的电流和电压来实现精确的速度控制。

力控制是指控制电机施加指定力的控制方式，通过读取反馈信号，计算出电机施加的实际力和期望力之间的误差，通过调节电机的电流和电压来实现精确的力控制。

4. 交流伺服电机的优点交流伺服电机具有精度高、响应快、动态性能好、负载能力强等优点。

它能够实现高精度的位置、速度和力控制，适用于各种工业自动化、机器人、数控机床等领域。

交流感应式伺服电动机结构
交流感应式伺服电动机是一种常用的电动机结构，它由定子和转子两部分组成。

定子包括定子铁心和线圈，定子铁心是由硅钢片堆积而成，用于导磁和支撑线圈。

定子线圈则是由导线绕制而成，通常有三组线圈相互交叉安装，形成三相绕组。

转子是由铸铁或铝合金制成的，通常有两种结构：整体转子和套结构转子。

整体转子是将转子铁心和导条一起浇铸成一体，导条通常是铜质的，用于导磁和形成磁通。

套结构转子则是将铁心和导条分开制造，然后在装配时将铁心嵌入到导条中。

交流感应式伺服电动机的工作原理是利用定子线圈与转子导条之间产生的相对运动，通过电磁感应原理产生转矩。

当定子线圈通电时，会在定子铁心产生一个旋转磁场，磁场的变化会引起转子导条中的涡流，从而产生转矩。

此外，交流感应式伺服电动机通常配有编码器或传感器，用于控制电机的位置和速度。

编码器或传感器能够提供电机的反馈信号，从而使电机能够精确地控制位置和速度。

交流感应式伺服电动机具有结构简单、成本低、工作稳定可靠等优点，广泛应用于工业生产中的自动化设备和机器人系统中。

交流伺服电机的工作原理伺服电机内部的转于是永磁铁，驱动gS控制的u／V／W三相电形成电磁场转子在此礤场的作用下转动，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)。

两相电机和四相电机有何不同?真正的两相步进电机在定子上只有2个绕组，有4相出线，一般整步步距角为1.8半步为o。

9”。

在驱动器中，只要对两相绕组电流通断和电流方向进行控制就可以了。

而4相步进电机在定子上有四个绕组，有8根出线，整步为O.9，半步为0.45 ．不过在驱动器中需要刘4个绕组进行控制，电路的复杂性和成本都明显增加。

所以一般我们都选择两相电机配两相驱动器．如果需要更小的步距角，可以采用细分驱动器。

不过细心的用户会发现，四通电机公司生产的电机称为两相，实际有两相4线的，也有四相日线的；驱动器中有两相的却没有四相的。

这是因为，四相绕组两两并联或串联后就成为两相绕组，这样四相电机就变成两相电机了，而串联和并联会带来电机．的绕组电阻和电感的成倍变化．从而带来电机运行性能的明显变化。

一般来说，并联使用时，电机有较好的加速性能．高速力矩保持得好，但是电机需要输入2倍‘额定电流的电流．发热较大．对驱动器输出能力的要求相应提高；而在串联使用时，电机有较好的低速稳定性，噪声和发热较小，对驱动器要求不高但是高速力矩损失较大。

四通提供的驱动器全部呈两相的，所以电机也必须改接咸两相使用。

这就是为什么我们往往要问客户电机，希望接成串联的还是并联的。

过去我们的8线电机标成四相，但是经常造成客户误会．认为四相电机．和两相驱动器不匹配为了减少类似麻烦，后来将电机均标成两相的了。

所以，我们有晌简单回答这个问题两相电机．和四相电机实质上是一回事。

两相和五相的混合式步进电机的应用场合有何一般来说．两相电机，步距角大．高速特性好，但是存在低速振动区。

而五相电机步距角小，低速运行平稳，所以，在刘电机的运转精度要求较高，且主要在中低速段(一般低于日OOr／min) 的场合应选用五相电机．；反之，若追求电机的高速性能，对精度及平稳性无太多要求的场合应选用成本较低的两相电机。

交流伺服电机的应用1. 介绍交流伺服电机是一种用于自动化控制系统中的电机类型，它结合了交流电机和伺服控制系统的优势，提供了精确的位置控制、速度控制和力矩控制能力。

在工业自动化领域，交流伺服电机被广泛应用于机床、机器人、包装设备、输送系统等设备中，以提高生产效率和精度。

2. 交流伺服电机的工作原理交流伺服电机通过与伺服控制器配合工作，实现对电机的精确控制。

伺服控制器接收来自传感器的反馈信号，根据设定的控制算法生成控制信号，驱动电机旋转到预定位置、速度或力矩。

交流伺服电机通常采用磁编码器等传感器进行位置反馈，从而实现闭环控制。

3. 交流伺服电机的优势•高精度：交流伺服电机可以实现高精度的位置控制和速度控制，在要求精准的工业应用中尤为重要。

•快速响应：由于交流伺服电机采用闭环控制，能够快速响应控制系统的指令，提高设备的动态性能。

•高效能：交流伺服电机在能量利用效率上较高，能够减少能源消耗，降低运行成本。

4. 交流伺服电机在工业应用中的应用4.1 机床加工在数控机床中，交流伺服电机被广泛应用于进给系统和主轴驱动系统中。

它们能够实现高速、高精度的运动控制，提高加工效率和加工质量。

4.2 机器人在工业机器人中，交流伺服电机用于驱动关节，实现机器人的运动自由度。

通过对电机的精确控制，机器人能够完成各种复杂的任务，如装配、焊接、喷涂等。

4.3 包装设备在包装行业中，交流伺服电机被应用于输送带、旋转盘、切割机械等设备中，提高了包装速度和准确度，更适应不同规格的产品包装需求。

4.4 输送系统交流伺服电机还被广泛应用于输送系统中，如物流输送线、自动化仓储设备等。

通过精确的控制，实现了物料的高效输送和排序。

5. 结论交流伺服电机作为一种高性能的驱动器件，在工业自动化领域有着广泛的应用。

其精准控制、快速响应和高效能等优势，使其成为提高设备性能和生产效率的重要组成部分。

随着自动化技术的不断发展，交流伺服电机的应用将会更加广泛和深入，为工业生产带来更多的创新和进步。