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1.伺服系統(servomechanism)是使物體的位置、方位、狀態等輸

出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制

系統。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機

接收到1個脈沖，就會旋轉1個脈沖對應的角度，從而實現位移，

因為，伺服電機本身具備發出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉

一個角度，都會發出對應數量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的

脈沖形成了呼應，或者叫閉環，如此一來，系統就會知道發了多

少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很

精確的控制電機的轉動，從而實現精確的定位，可以達到

0.001mm。 
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結構簡單

，啟動轉矩大，調速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護不方

便（換碳刷），產生電磁干擾，對環境有要求。因此它可以用于

對成本敏感的普通工業和民用場合。 　　無刷電機體積小，重

量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定

。控制復雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波

換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁

輻射很小，長壽命，可用于各種環境。 　　2.交流伺服電機也

是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同

步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高

轉動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩

運行的應用。 　　3.伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控

制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同

時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目

標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編

碼器的精度（線數）。 　　請問交流伺服電機和無刷直流伺服

電機在功能上有什么區別？ 　　答：交流伺服要好一些，因為

是正弦波控制，轉矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比

較簡單，便宜。
編輯本段永磁交流伺服電動機
　　20世紀80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術和交流可

變速驅動技術的發展，永磁交流伺服驅動技術有了突出的發展，

各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器

系列產品并不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺

服系統的主要發展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。

90年代以后，世界各國已經商品化了的交流伺服系統是采用全數

字控制的正弦波電動機伺服驅動。交流伺服驅動裝置在傳動領域

的發展日新月異。永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，

主要優點有： 　　⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護

和保養要求低。 　　⑵定子繞組散熱比較方便。 　　⑶慣量小

，易于提高系統的快速性。 　　⑷適應于高速大力矩工作狀態

。 　　⑸同功率下有較小的體積和重量。 　　自從德國

MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿易

博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅動系統，這標志

著此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段。到20世紀80年代

中后期，各公司都已有完整的系列產品。整個伺服裝置市場都轉

向了交流系統。早期的模擬系統在諸如零漂、抗干擾、可靠性、

精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運動控制的要求，

近年來隨著微處理器、新型數字信號處理器（DSP）的應用，出

現了數字控制系統，控制部分可完全由軟件進行，分別稱為摪朧

只瘮或摶旌鮮綌、撊只瘮的永磁交流伺服系統。 　　到目前為

止，高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機，

控制驅動器多采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。典型

生產廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司

。 　　日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅動

器，其中D系列適用于數控機床（最高轉速為1000r/min，力矩為

0.25～2.8N.m），R系列適用于機器人（最高轉速為3000r/min，

力矩為0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個

系列。20世紀90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩

形波驅動、8051單片機控制改為正弦波驅動、80C、154CPU和門

陣列芯片控制，力矩波動由24%降低到7%，并提高了可靠性。這

樣，只用了幾年時間形成了八個系列（功率范圍為0.05～6kW）

較完整的體系，滿足了工作機械、搬運機構、焊接機械人、裝配

機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等

的不同需要。 　　以生產機床數控裝置而著名的日本法那克

（Fanuc）公司，在20世紀80年代中期也推出了S系列（13個規格

）和L系列（5個規格）的永磁交流伺服電動機。L系列有較小的

轉動慣量和機械時間常數，適用于要求特別快速響應的位置伺服

系統。 　　日本其他廠商，例如：三菱電動機（HC-KFS、HC-

MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機（SM系列）、

大隈鐵工所(BL系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機（S系列

）等眾多廠商也進入了永磁交流伺服系統的競爭行列。 　　德

國力士樂公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服電

動機共有7個機座號92個規格。 　　德國西門子（Siemens）公

司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動機分為標準型和短型兩大類

，共8個機座號98種規格。據稱該系列交流伺服電動機與相同輸

出力矩的直流伺服電動機IHU系列相比，重量只有后者的1/2，配

套的晶體管脈寬調制驅動器6SC61系列，最多的可供6個軸的電動

機控制。 　　德國博世（BOSCH）公司生產鐵氧體永磁的SD系列

（17個規格）和稀土永磁的SE系列（8個規格）交流伺服電動機

和Servodyn SM系列的驅動控制器。 　　美國著名的伺服裝置生

產公司Gettys曾一度作為Gould 電子公司一個分部（Motion

Control Division），生產M600系列的交流伺服電動機和A600

系列的伺服驅動器。后合并到AEG，恢復了Gettys名稱，推出

A700全數字化的交流伺服系統。 　　美國A-B（ALLEN-BRADLEY

）公司驅動分部生產1326型鐵氧體永磁交流伺服電動機和1391型

交流PWM伺服控制器。電動機包括3個機座號共30個規格。 　　

I.D.（Industrial Drives）是美國著名的科爾摩根

（Kollmorgen）的工業驅動分部，曾生產BR-210、BR-310、BR-

510 三個系列共41個規格的無刷伺服電動機和BDS3型伺服驅動器

。自1989年起推出了全新系列設計的摻鶼盜袛（Goldline）永磁

交流伺服電動機，包括B（小慣量）、M（中慣量）和EB（防爆型

）三大類，有10、20、40、60、80五種機座號，每大類有42個規

格，全部采用釹鐵硼永磁材料，力矩范圍為0.84～111.2N.m，功

率范圍為0.54～15.7kW。配套的驅動器有BDS4（模擬型）、BDS5

（數字型、含位置控制）和Smart Drive（數字型）三個系列，

最大連續電流55A。Goldline系列代表了當代永磁交流伺服技術

最新水平。 　　愛爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國外的一個

分部，現合并到AEG，以生產直流伺服電動機、直流力矩電動機

和伺服放大器而聞名。生產BHT1100、2200、3300三種機座號共

17種規格的SmCo永磁交流伺服電動機和八種控制器。 　　法國

Alsthom集團在巴黎的Parvex工廠生產LC系列（長型）和GC系列

（短型）交流伺服電動機共14個規格，并生產AXODYN系列驅動器

。 　　原蘇聯為數控機床和機器人伺服控制開發了兩個系列的

交流伺服電動機。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁，有兩個機座號

，每個機座號有3種鐵心長度，各有兩種繞組數據，共12個規格

，連續力矩范圍為7～35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁，6個機座

號17個規格，力矩范圍為0.1～170N.m，配套的是3ДБ型控制器

。 　　近年日本松下公司推出的全數字型MINAS系列交流伺服系

統，其中永磁交流伺服電動機有MSMA系列小慣量型，功率從0.03

～5kW，共18種規格；中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個系列，

功率從0.75～4.5kW，共23種規格,MHMA系列大慣量電動機的功率

范圍從0.5～5kW，有7種規格。 　　韓國三星公司近年開發的全

數字永磁交流伺服電動機及驅動系統，其中FAGA交流伺服電動機

系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、

CSMX多種型號，功率從15W～5kW。 　　現在常采用（Powerrate

）這一綜合指標作為伺服電動機的品質因數，衡量對比各種交直

流伺服電動機和步進電動機的動態響應性能。功率變化率表示電

動機連續（額定）力矩和轉子轉動慣量之比。 　　按功率變化

率進行計算分析可知，永磁交流伺服電動機技術指標以美國I.D

的Goldline系列為最佳，德國Siemens的IFT5系列次之。

  1. 形狀相同，轉動慣量比提高1倍，
  2.抑制了轉動慣量比，以更高的增益
  3.縮短了整定時間 、體積小，重量輕
  4.尺寸縮小1號，重量減輕約20%
  5.轉動慣量比值與以往機型相同
  6.采用小型編碼器插頭
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