一、西門子伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類

交流伺服電機的基本構造與交流感應電動機（異步電機）相似。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調節(jié)特性的非線性度指標嚴格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點。

直流伺服電機基本構造與一般直流電動機相似。電機轉速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動勢，K為常數(shù)，j為每極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變φ，均可控制直流伺服電動機的轉速，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動機中，勵磁繞組被消除磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調節(jié)特性及快速的時間響應。西門子伺服電機編碼器軸承不好

二、西門子直流伺服電機和西門子交流伺服電機和優(yōu)缺點

1）直流伺服電機的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：速度控制精確，轉矩速度特性很硬，控制原理簡單，使用方便，價格便宜。

缺點：電刷換向，速度限制，附加阻力，產生磨損微粒（無塵易爆環(huán)境不宜）

2）交流伺服電機的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：速度控制特性良好，在整個速度區(qū)內可實現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制（取決于編碼器精度），額定運行區(qū)域內，可實現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無電刷磨損，免維護（適用于無塵、易爆環(huán)境）

缺點：控制較復雜，驅動器參數(shù)需要現(xiàn)場調整PID參數(shù)確定，需要更多的連線。
三、西門子伺服電機原理

交流伺服電動機

交流伺服電動機定子的構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子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調速范圍、線性的機械特性，無“自轉”現(xiàn)象和快速響應的性能，它與普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式：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子，為了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁僅0.2-0.3Mm，空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩(wěn)，因此被廣泛采用。

交流伺服電動機在沒有控制電壓時，定子內只有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控制電壓時，定子內便產生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉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。

交流伺服電動機的工作原理與電容運轉式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉子電阻比后者大得多，所以伺服電動機與電容運轉式異步電動機相比，有三個顯著特點：

（1）起動轉矩大：由于轉子電阻大，使轉矩特性（機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動，即具有起動快、靈敏度高的特點。

（2）運行范圍寬：運行平穩(wěn)、噪音小。

（3）無自轉現(xiàn)象：運轉中的伺服電動機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。

1、交流伺服電機

（1）籠型兩相交流伺服電機（細長籠型轉子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流小、小功率伺服、低速運轉不夠平滑）

（2）非磁性杯型轉子兩相交流伺服電機（空心杯轉子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流較大、小功率伺服、低速運轉平滑）

（3）鐵磁杯型轉子兩相交流伺服電機（鐵磁材料杯型轉子、機械特性近似線性、轉子轉動慣量大、齒槽效應小、運行平穩(wěn)）

（4）同步型永磁交流伺服電機（由永磁同步電機、測速機及位置檢測元件同軸一體機組，定子為3相或2相，磁性材料轉子，必須配驅動器；調速范圍寬、機械特性由恒轉矩區(qū)和恒功率區(qū)組成，可連續(xù)堵轉，快速相應性能好，輸出功率大，轉矩波動??；有方波驅動和正弦波驅動兩種方式，控制性能好，為機電一體化產品）

（5）異步型三相交流伺服電機（轉子與籠型異步電機相似，必須配驅動器，采用矢量控制，擴大了恒功率調速范圍，多用于機床主軸調速系統(tǒng)）

2、直流伺服電機

（1）印制繞組直流伺服電機（盤形轉子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉子轉動慣量小，無齒槽效應，無飽和效應，輸出轉矩大）

（2）線繞盤式直流伺服電機（盤形轉子、定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉子轉動慣量小，控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機，效率高，輸出轉矩大）

（3）杯型電樞永磁直流電機（空心杯轉子，轉子轉動慣量小，適用于增量運動伺服系統(tǒng)）

（4）無刷直流伺服電機（定子為多相繞組，轉子為永磁式，帶轉子位置傳感器，無火花干擾，壽命長，噪聲低）

3、力矩電機

（1）直流力矩電機（扁平結構，極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導體數(shù)多；輸出轉矩大，低速或堵轉下可連續(xù)工作，機械和調節(jié)特性好，機電時間常數(shù)?。?/span>

（2）無刷直流力矩電機（與無刷直流伺服電機結構相似，但為扁平狀，極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導體數(shù)多；輸出轉矩大，機械和調節(jié)特性好，壽命長，無火花，噪聲低）

（3）籠型交流力矩電機（籠型轉子，扁平結構，極數(shù)槽數(shù)多，啟動轉矩大，機電時間常數(shù)小，可長期堵轉運行，機械特性較軟）

（4）實心轉子交流力矩電機（鐵磁材料實心轉子，扁平結構，極數(shù)槽數(shù)多，可長期堵轉，運行平滑，機械特性較軟）

4、步進電機

（1）反應式步進電機（定轉子均由硅鋼片疊成，轉子鐵心上無繞組，定子上有控制繞組；步距角小，啟動與運行頻率較高，步距角精度較低，無自鎖力矩）

（2）永磁步進電機（永磁式轉子，徑向磁化極性；步距角大，啟動與運行頻率低，有保持轉矩，消耗功率比反應式小，但須供正、負脈沖電流）

（3）混合式步進電機（永磁式轉子，軸向磁化極性；步距角精度高，有保持轉矩，輸入電流小，兼有反應式和永磁式兩者的優(yōu)點）

5、開關磁阻電機（定轉子均由硅鋼片疊成，都為凸極式，與極數(shù)相接近的大步距反應式步進電機結構相似，帶有轉子位置傳感器，轉矩方向與電流方向無關，調速范圍小，噪聲大，機械特性由恒轉矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵特性區(qū)三部分組成）

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