簡短的回答是:沒有單一的“類型”伺服電機。術(shù)語“伺服”僅表示電機在閉環(huán)控制系統(tǒng)中運行,該系統(tǒng)使用來自編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器(通常集成到電機或安裝在電機上)的反饋來比較電機的實際位置、速度或扭矩與指令價值。請注意,此定義未指定電機的基本結(jié)構(gòu)或操作。但有些電機類型比其他電機更適合伺服應(yīng)用——通常涉及具有良好調(diào)節(jié)速度或扭矩的高精度運動。這里概述了各種類型的電機,以及為什么某些電機設(shè)計在伺服應(yīng)用中的性能優(yōu)于其他電機。各種電機之間的第一個區(qū)別通常是它們是使用交流電源還是直流電源運行。交流電機和直流電機在操作上的根本區(qū)別在于,交流電機的速度由施加電壓的頻率和電機中的磁極數(shù)控制。對于直流電機,在電機負載恒定的情況下,速度與電源電壓成正比。正如您將在下面看到的,交流和直流電機都可以用作伺服電機。 交流電機:同步或異步 交流伺服電機 同步交流電機提供高扭矩密度和出色的動態(tài)性能。交流電機可以進一步分為兩類:同步電機和異步電機,這取決于它們旋轉(zhuǎn)磁場的速度。對于同步電機,轉(zhuǎn)子以與定子旋轉(zhuǎn)磁場相同的速率旋轉(zhuǎn),稱為同步轉(zhuǎn)速。同步交流電機在動態(tài)應(yīng)用中具有較高的轉(zhuǎn)矩密度和優(yōu)異的性能,因此常用于伺服系統(tǒng)中。 同步交流電機也稱為永磁交流 (PMAC) 或無刷交流 (BLAC) 電機。在異步電動機(也稱為感應(yīng)電動機)中,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度比定子的旋轉(zhuǎn)磁場慢。感應(yīng)電機通常與變頻驅(qū)動器一起使用以實現(xiàn)速度控制,但它們通常不包含反饋,因此它們不是真正的伺服設(shè)備。直流電機:有刷或無刷;直流電機細分為有刷和無刷版本,具體取決于它們是機械換向(帶電刷和換向器)還是電子換向(通過霍爾傳感器或其他反饋)。 伺服電機 帶有三個霍爾效應(yīng)傳感器的無刷直流 (BLDC) 電機,用于檢測轉(zhuǎn)子位置。有刷和無刷直流電機均可用于伺服系統(tǒng),但由于電刷和換向器的磨損和相關(guān)維護,有刷電機在伺服應(yīng)用中不太常見 。當刷電機中 在伺服應(yīng)用中使用,所選擇的配置是典型的****磁鐵的定子(相對于繞線定子),其是通常被稱為一永磁直流(PMDC)電機的設(shè)計。另一方面,無刷直流 (BLDC) 電機非常適合伺服應(yīng)用, 因為它們具有高效率和可靠性、低轉(zhuǎn)子扭矩(可改善動態(tài)響應(yīng))和線性速度-扭矩關(guān)系。 同步交流電機和 BLDC 電機相同嗎? 與上述同步交流電機一樣,BLDC 電機也在轉(zhuǎn)子上使用永磁體并以同步速度運行。從技術(shù)上講,運行 BLDC 電機的電壓通過直流總線和電子電路從交流轉(zhuǎn)換為直流。因此,許多專家認為這兩種電機類型是相同的技術(shù),并將它們歸為永磁同步電機 (PMSM)類別。但是同步交流電機和無刷直流電機的定子繞組不同,這種差異會影響它們的運行和性能。 波形 分別用于同步交流和 BLDC 電機的正弦(左)和梯形(右)電流波形。 在 BLDC 電機中,定子線圈呈梯形纏繞并產(chǎn)生梯形反電動勢波形,這往往會產(chǎn)生可聽噪聲。換向分六個步驟(每 60 度)實現(xiàn),這會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動。另一方面,同步交流電機具有正弦繞組定子并使用連續(xù)的正弦換向,從而消除了 BLDC 電機所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)矩脈動。這使得同步交流電機成為高性能工業(yè)伺服應(yīng)用的****。

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