永磁交流伺服电动机与无刷旋转变压器的_对零

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。

永磁交流伺服电动机转矩常数和反电势常数的规范化应⽤摘要：本⽂分析了永磁交流伺服电动机在⾏业应⽤中，对转矩常数、反电势常数产⽣很多误解、混淆的原因，并给出了有效解决问题的办法。

同时，在应⽤过程中如何利⽤好这两个常数，也给出了探讨。

为便于⼯程师理解应⽤，对GB/T30549-2014中Kt=Ke的结论还给出了详细的演算过程。

另外，特别指出永磁交流伺服电动机机械转矩与电磁转矩的区别。

1.引⾔选好⽤好永磁交流伺服电动机的转矩常数和反电势常数（以下称两常数）对于装备制造业⽤户⾮常重要。

每⼀台永磁⽆刷电动机都具有双重⾝份，把驱动电流为⽅波的称为永磁⽆刷直流电动机（以下称BLDCM），但驱动电流为正弦波的则有⼏种叫法，在英美的⽂献中，把这类正弦波驱动的称为“永磁同步电动机(PMSM)”或者“⽆刷交流电动机(BLACM)”，在⽇本和欧洲则⼤多数情况下称为“交流伺服电动机(ACservo)”，国内基本上也多数采⽤ACservo的名称。

本⽂采⽤2014年版GB/T30549《永磁交流伺服电动机通⽤技术条件》（以下称GB/T30549-2014）的叫法—PermanentMagnetACServoMotor（以下简称ACServo）。

在采⽤国际单位制时，BLDCM的两常数是相等的(成⽴条件：续流回路的电流相对很⼩可以忽略时)，⽽在ACServo中有的倍数关系，但⽬前有的⼯程师还未重视这⼀区别，另外，不少ACServo公司的产品⼿册上经常出现两常数相互⽭盾的情况，导致⾏业应⽤的不少⿇烦。

为⽤户理解和应⽤好两常数起了⼀定警⽰作⽤，GB/T30549-2014对两常数的定义清晰规范，起到了积极的引导作⽤，但观察近两年国内的ACServo资料，两常数存在问题、⽭盾的还是不少，⽤户碰到这种情况则很困惑、迷茫。

在中国制造2025的⼤背景下，装备制造业（如⼯业机器⼈、加⼯中⼼、⾃动化⽣产线等）的ACServo应⽤越来越⼴泛，因此很有必要为ACServo 正确选型和应⽤进⼀步普及这⽅⾯的知识。

一种永磁同步电机旋转变压器调零方法与流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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无刷直流电动机与永磁同步电动机的结构和性能比较1.在电动机结构与设计方面这两种电动机的基本结构相同，有永磁转子和与交流电动机类似的定子结构。

但永磁同步电动机要求有一个正弦的反电动势波形，所以在设计上有不同的考虑。

它的转子设计努力获得正弦的气隙磁通密度分布波形。

而无刷直流电机需要有梯形反电动势波，所以转子通常按等气隙磁通密度设计。

绕组设计方面进行同样目的的配合。

此外，BLDC控制希望有一个低电感的绕组，减低负载时引起的转速下降，所以通常采用磁片表贴式转子结构。

内置式永磁（IPM）转子电动机不太适合无刷直流电动机控制，因为它的电感偏高。

IPM结构常常用于永磁同步电动机，和表面安装转子结构相比，可使电动机增加约15%的转矩。

2.转矩波动两种电动机性能最引人关注的是在转矩平稳性上的差异。

运行时的转矩波动由许多不同因素造成，首先是齿槽转矩的存在。

已研究出多种卓有成效的齿槽转矩最小化设计措施。

例如定子斜槽或转子磁极斜极可使齿槽转矩降低到额定转矩的1%～2%以下。

原则上，永磁同步电动机和无刷直流电动机的齿槽转矩没有太大区别。

其他原因的转矩波动本质上是独立于齿槽转矩的，没有齿槽转矩时也可能存在。

如前所述，由于永磁同步电动机和无刷直流电动机相电流波形的不同，为了产生恒定转矩，永磁同步电动机需要正弦波电流，而无刷直流电动机需要矩形波电流。

但是，永磁同步电动机需要的正弦波电流是可能实现的，而无刷直流电动机需要的矩形波电流是难以做到的。

因为无刷直流电动机绕组存在一定的电感，它妨碍了电流的快速变化。

无刷直流电动机的实际电流上升需要经历一段时间，电流从其最大值回到零也需要一定的时间。

因此，在绕组换相过程中，输入到无刷直流电动机的相电流是接近梯形的而不是矩形的。

每相反电动势梯形波平顶部分的宽度很难达到120°。

正是这种偏离导致无刷直流电机存在换相转矩波动。

在永磁同步电动机中驱动器换相转矩波动几乎是没有的，它的转矩纹波主要是电流纹波造成的。

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。

伺服电机分为交流伺服电机和无刷直流伺服电机两大类，二者在功能上有很大区别。

下面小编就给大家讲解一下二者的区别。

交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。

直流伺服是梯形波。

但直流伺服比较简单，便宜。

永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。

交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。

90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。

交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。

永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。

⑵定子绕组散热比较方便。

⑶惯量小，易于提高系统的快速性。

⑷适应于高速大力矩工作状态。

⑸同功率下有较小的体积和重量。

以上就是由四川志方科技有限公司为大家提供的关于伺服电机的相关信息，为了保证伺服电机使用的稳定性，所有伺服电机都应该在使用前进行测试。

因此，在需要用到伺服电机的企业有必要购进一台专业的伺服电机测试系统。

采购伺服电机测试系统建议咨询专业厂家。

四川志方科技有限公司是一家致力于非标自动化测试系统研发、生产、销售、售后服务为一体的高科技企业，与国内知名高校及研究院所紧密合作，共同开发各种非标自动化测试系统，拥有一支经验丰富的专业团队，其中包括多名长期从事非标测试系统领域的专业人才，产品适用于航天、航空、军工、机械制造、科研、教学等多个领域。

交流永磁伺服电机是一种广泛应用于现代工业和自动化领域的重要设备。

以下是对交流永磁伺服电机的一些主要知识点的总结：
1.工作原理：交流永磁伺服电机的工作原理基于磁场与电流之间的相互作用。

通过控制电机的电流，可以改变电机的磁场，进而控制电机的转动。

2.结构：交流永磁伺服电机主要由定子、转子和控制器组成。

定子包含一个或多个绕组，用于产生励磁磁场。

转子通常由永磁体构成，用于产生转矩。

控制器负责控制电机的电流和电压，以实现电机的精确控制。

3.控制方式：交流永磁伺服电机可以通过开环或闭环控制方式进行控制。

开环控制通过给定电压或电流控制电机的转速和位置，而闭环控制则通过反馈信号与设定值比较，实现电机的精确控制。

4.优点：交流永磁伺服电机具有高效率、高精度、高响应速度等优点。

此外，由于其采用永磁体作为转子，因此具有较高的扭矩密度和较低的维护成本。

5.应用领域：交流永磁伺服电机广泛应用于机床、机器人、电力电子、航空航天等领域。

在这些领域中，交流永磁伺服电机被用于精确控制机器的运动和位置，实现高效、精准的生产和加工。

以上是对交流永磁伺服电机的一些主要知识点的总结。

在实际应用中，需要根据具体的应用场景和需求选择合适的交流永磁伺服电机，并进行合理的配置和控制。

伺服电机综述luqingsong@摘要：文章对伺服电机及其工作原理进行了简要介绍，并介绍了伺服控制系统同时分析了国内外伺服电机的研究现状。

关键词：伺服电机伺服系统研究现状1伺服电机简介伺服电机（servo motor）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可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，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

[1]2伺服电机工作原理伺服电机在控制系统的控制下，实现相应的动作，其相应的命令就是输入的电压信号，一般由单片机提供，有几伏电压到几千伏电压驱动的伺服电机，伺服电机通过接受到的电压信号，识别信号的占空比，从而实现伺服电机的转速的输出控制，伺服电机把输入的电压信号转换为伺服电机的转矩，其占空比比较大，时间常数相应比较小，能够快速的响应，其归根结底则是根据输入的信号电平转化为伺服电机电机轴的角位移或者角速度输出，达到信号旋转驱动后面负载的元器件的功能，其作为一个动力驱动源，应用很广泛。

伺服电机一般度较小，现今使用的多为交流伺服电机，交流伺服电机有着优良的特性，体积小，执行相应时间小，其功率值的调动范围很大，相对于交流伺服电机而言直流伺服电机体积比较大，其执行的精度虽高，但在成本和实用下，性能比远远低于交流伺服电机。

现如今，工业企业等大小的实验，均采用的是交流伺服电机，交流伺服电机分为同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。

交流伺服电机采用的是单片机输入的ＰＷＭ脉宽数，执行相应的反应动作，交流伺服电机通过接收到的ＰＷＭ脉宽数，执行电机的主轴输出轴的转速的控制。

交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式第一篇：交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式交流伺服电机的定子装有三相对称的绕组，而转子是永久磁极。

当定子的绕组中通过三相电源后，定子与转子之间必然产生一个旋转场。

这个旋转磁场的转速称为同步转速。

电机的转速也就是磁场的转速。

由于转子有磁极，所以在极低频率下也能旋转运行。

所以它比异步电机的调速范围更宽。

而与直流伺服电机相比，它没有机械换向器，特别是它没有了碳刷，完全排除了换向时产生火花对机槭造成的磨损，另外交流伺服电机自带一个编码器。

可以随时将电机运行的情况“报告”给驱动器，驱动器又根据得到的11报告"更精确的控制电机的运行。

由此可见交流伺服电机优点确实很多。

可是技术含量也高了，价格也高了。

最重要是对交流伺服电机的调试技术提高了。

也就是电机虽好，如果调试不好一样是问题多多。

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H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）。

伺服电动机（或称执行电动机）是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。

其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度，按电流种类的不同，伺服电动机可分为直流和交流两大类。

下面简单介绍交流伺服电动机有以下三种转速控制方式：(1)幅值控制控制电流与励磁电流的相位差保持90°不变，改变控制电压的大小。

(2)相位控制控制电压与励磁电压的大小，保持额定值不变，改变控制电压的相位。

(3)幅值一相位控制同时改变控制电压幅值和相位.交流伺服电动机转轴的转向随控制电压相位的反相而改变。

第二篇：伺服控制总结现代伺服运动控制系统综述绪论随着生产力的不断发展，要求交流伺服运动控制系统向数字化、高精度、高速度、高性能方向发展。

伺服电机旋转变压器调零方法一、目的伺服电机旋转变压器是一种用于反馈电机位置和速度的高精度传感器。

然而，由于制造误差、安装不准确以及环境因素的影响，旋转变压器可能会存在零点漂移。

这种漂移会导致电机的控制精度降低，因此需要进行调零操作。

二、所需工具和材料1. 伺服电机控制器2. 旋转变压器3. 反馈电缆4. 适合的螺丝刀和扳手5. 参考标记或刻度盘三、步骤1. 断开电源：首先确保伺服电机和其控制器处于关闭状态。

2. 准备工具：使用适合的螺丝刀和扳手松开旋转变压器的安装螺丝。

3. 移除反馈电缆：小心地移除旋转变压器与伺服电机控制器之间的反馈电缆。

4. 对准零点：根据需要，使用参考标记或刻度盘对准旋转变压器的零点。

确保零点对准标记清晰可见。

5. 固定旋转变压器：使用螺丝刀和扳手将旋转变压器固定在正确的位置。

确保旋转变压器不会松动。

6. 连接反馈电缆：小心地将反馈电缆重新连接到伺服电机控制器上。

确保电缆连接正确并且没有扭曲或拉紧。

7. 通电并测试：打开伺服电机控制器和伺服电机的电源，然后进行测试。

观察电机的运动是否准确，如果发现有偏差，可能需要重新调整旋转变压器的位置。

8. 记录数据：如果一切正常，记录下旋转变压器的零点位置以及相关的设置参数。

这些信息可以在以后用于校准或故障排除。

9. 完成调零：关闭所有电源，并断开所有连接。

现在，伺服电机旋转变压器已经成功调零。

四、注意事项1. 在进行调零操作时，务必确保电源已关闭，以避免意外触电或损坏设备。

2. 确保反馈电缆连接正确并且没有扭曲或拉紧，以避免对传感器和电机控制造成不良影响。

3. 如果调零后电机的运动仍然存在偏差，可能需要进一步检查旋转变压器的安装是否正确，或者考虑调整伺服电机的控制参数。

数控技术练习题一、填空题1.数控加工中心是具有自动刀具交换装置并能进行多种工序加工的数控机床。

2.NC机床是用数控技术实现加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床,是一种柔性的、高效能的自动化机床。

3、数控机床一般是由数控装置、伺服系统、机床本体和检测反馈装置组成，其中数控装置是数控机床的核心，伺服系统是数控系统的执行部分。

4.数控机床是由程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床本体和其它辅助装置共同组成的。

3. 数控装置是数控机床的核心，主要由输入、处理、和输出三个基本部分构成。

4.驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。

5、数控系统的插补精度是以脉冲当量的数值来衡量的。

6.柔性制造系统是制造模块的主体，主要包括：零件的数控加工、生产调度、刀具管理、质量检测和控制、装配、物料储运等。

7.切削用量主要包括以下数据：主轴转速、进给速度、背吃刀量等。

8.程序送入数控机床后，还需要经过试运行和试加工两步检验后，才能进行正式加工。

9.一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束三部分组成。

10.对于数控机床的进给指令F100表示进给速度为 100mm/min 对于回转轴的进给指令F12表示每分钟进给速度为 12011.对于刀具功能字T指令，T0102中的 01 表示刀号、02表示刀补号。

12.在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点称之为起刀点、对刀点或程序起点。

13. 数控机床加工过程中需要换刀时，刀架转位换刀时的位置称之为：换刀点。

14. 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。

15. 在圆弧插补指令中， G02 为顺时针圆弧插补指令， G03 为逆时针圆弧插补指令。

16.主轴控制指令中 M03 指令为控制主轴顺时针方向转动的指令、 M04 指令为控制主轴逆时针方向转动的指令、M05 指令为控制主轴停止转动的指令。

17.自动编程根据编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，分为以数控语言为基础的自动编程方法和以计算机绘图为基础的自动编程方法。

永磁交流伺服电机原理近年来由于无刷式伺服（马达）电机(brushless servo motor)制造与控制技术的急速发展，再加上大规模集成电路与半导体功率组件的进步，使其商品化产品日益增多，在高性能伺服应用场合如计算机控制数值工具机、工业机器人等，均已逐渐取代了传统式的有电刷的直流伺服电机(dc servo motor)。

无刷式伺服电动机主要可分为两大类(表1) (1)无刷式直流伺服电机(brushless dc servo motor)，一般亦称的为永磁式同步电机(PM synchronous motor) 或永磁式交流伺服电机(PM ac servo motor)，(2)感应式交流伺服电机(induction ac servo motor)。

无刷式直流伺服电机采用内装式的霍尔效应(Hall-effect)传感器组件来检测转子的绝对位置以决定功率组件的触发时序，其效用有如将直流伺服电机的机械式电刷换相(mechanical commutation)改为电子式换相(electronic commutation)，因而去除了直流伺服电动机因电刷所带来的限制。

目前一般永磁式交流伺服电机的回接组件多采用解角器(resolver) 或光电解编码马器(photo encoder)，前者可量测转子绝对位置，后者则祇能测得转子旋转的相对位置，电子换相则设计于驱动器内。

表1伺服电机的分类永磁式直流伺服电动机如图1(a)所示，其永久磁铁在外，而会发热的电枢线圈(armature winding)在内，因此散热较为困难，降低了功率体积比，在应用于直接驱动(direct-drive)系统时，会因热传导而造成传动轴(如导螺杆)的热变形。

但对交流伺服电机而言，不论是永磁式或感应式，其造成旋转磁场的电枢线圈，如图1(b)所示，均置于电机的外层，因而散热较佳，有较高的功率体积比，且可适用于直接驱动系统。

交流电机依其扭矩产生方式可分为两大类(1)同步交流电机(synchronous ac motor)与(2)感应交流电机(induction ac motor)，同步交流电机因其转子可由外界电源或由本身磁铁而造成的磁场与定子的旋转磁场交互作用而达到同步转速，但是感应交流电机的转子则因定子与转子间的变压器效应(transformer effect)而产生转子感应磁场，为了维持此感应磁场以产生旋转扭矩，转子与定子的旋转磁场间必须有一相对运动—滑差(slip)，因此感应电机的转速无法达到同步转速。