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從各種維度所劃分的電機類別

電機(英文:Electric  machinery，俗稱"馬達")是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M(舊標(biāo)準用D)表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源。發(fā)電機在電路中用字母G表示。它的主要作用是利用機械能轉(zhuǎn)化為電能，目前常用的是，利用熱能、水能等推動發(fā)電機轉(zhuǎn)子來發(fā)電。電機的種類也是非常多的，下面我們就根據(jù)各種維度將電機進行種類劃分。

一、按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。

1、直流電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。

1)有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。

永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

2)電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。

2、其中交流電機還可劃分：單相電機和三相電機。

二、.按結(jié)構(gòu)和工作原理可劃分：可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。

1、同步電機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。

2、異步電機可劃分：感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。

感應(yīng)電動機可劃分：三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。

交流換向器電動機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。

三、按起動與運行方式可劃分

1、電容起動式單相異步電動機 2、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機 3、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。

四、按用途可劃分：驅(qū)動用電動機和控制用電動機。

1、驅(qū)動用電動機可劃分：電動工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具)用電動機、家電(包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等)用電動機及其他通用小型機械設(shè)備(包括各種小型機床、小型機械、電子儀器等)用電動機。

2、控制用電動機又劃分：步進電動機和伺服電動機等。

五、.按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可劃分

籠型感應(yīng)電動機(舊標(biāo)準稱為鼠籠型異步電動機)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(舊標(biāo)準稱為繞線型異步電動機)。

六、按運轉(zhuǎn)速度可劃分

高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。

低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。

調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。

異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。同步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。

慣量對伺服電機運行有影響嗎?

眾所周知，慣量，是伺服電機中的一項重要指標(biāo)。但是，也有不少的朋友認為，慣量其實并不影響伺服電機的運行，它主要的影響可能就是高慣量和低慣量的區(qū)別，對于實際的運行影響其實并不大。那么慣量對伺服電機運行有影響嗎?

答案是：有的。

      伺服電機的慣量指的是轉(zhuǎn)子本身的慣量，對于電機的加減速來說相當(dāng)重要。慣性大小與物質(zhì)質(zhì)量相應(yīng)慣量J= ∫ r^2 dm其中r為轉(zhuǎn)動半徑，m為剛體質(zhì)量慣量。

慣量就是剛體繞軸轉(zhuǎn)動的慣性的度量，轉(zhuǎn)動慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動慣性大小的物理量。它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。(剛體是指 理想狀態(tài)下的不會有任何變化的物體),選擇的時候遇到電機慣量，也是伺服電機的一項重要指標(biāo)。它指的是伺服電機轉(zhuǎn)子本身的慣量，對于電機的加減速來說相當(dāng)重要。如果不能很好的匹配慣量,電機的動作會很不平穩(wěn)。

慣量對伺服電機運行的影響：

伺服電機軸上的負載慣量大小，對電機的靈敏度和整個伺服系統(tǒng)的精度將產(chǎn)生很大的影響，通常，當(dāng)負載小于電機轉(zhuǎn)子慣量時，上述影響不大。但當(dāng)負載慣量達到甚至超過轉(zhuǎn)子慣量的5倍時，會使伺服放大器不能在正常調(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作。所以對這類慣量應(yīng)避免使用。所以在設(shè)計負載時，應(yīng)盡可能地減小體積和重量。

像我們在伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中，常會碰到慣量問題。其具體表現(xiàn)為：在伺服系統(tǒng)選型時，除考慮電機的扭矩和額定速度等等因素外，我們還需要先計算得知機械系統(tǒng)換算到電機軸的慣量，再根據(jù)機械的實際動作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機。在調(diào)試時，正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機械及伺服系統(tǒng)效能的前提。此點在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出，這樣，就有了慣量匹配的問題。

      慣量與伺服電機轉(zhuǎn)子慣量之比接近一或較小。當(dāng)負載慣量確實很大，機械設(shè)計不可能使負載慣量與伺服電機轉(zhuǎn)子慣量之比小于五倍時，則可使用伺服電機轉(zhuǎn)子慣量較大的電機，即所謂的大慣量電機。使用大慣量的電機，要達到一定的響應(yīng)，驅(qū)動器的容量應(yīng)要大一些。

講解說明伺服電機驅(qū)動器部分內(nèi)容

何服驅(qū)動器是用來控制伺服電動機的一種控制器，又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，主要應(yīng)用于的定位系統(tǒng)。何服驅(qū)動器一般通過位置、速度和轉(zhuǎn)矩三種方式對間服電動機進行控制，實現(xiàn)的傳動系統(tǒng)定位。目前，伺服驅(qū)動器是傳動技術(shù)的高產(chǎn)品。伺服驅(qū)動器一般采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計的驅(qū)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠電壓等故障檢測保護電路，在主回路中還加入軟啟動電路，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電動機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單地說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。。

一、伺服進給系統(tǒng)的要求

1、調(diào)速范圍寬，定位精度高

      并且有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性。

2、快速響應(yīng)，無超調(diào)。為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令

     信號的響應(yīng)要快，因為數(shù)控系統(tǒng)在啟動、制動時，要求加、減速度足夠大，縮短進給系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

3、棉，低速大轉(zhuǎn)短，過載能力強。

      一般來說，伺服驅(qū)動器具有數(shù)分鐘甚至30min內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短時間內(nèi)可以過載4~6倍而不損壞?！?

4、可靠性高

     要求數(shù)控機床的進給驅(qū)動系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強的溫度、濕度、振動環(huán)境適應(yīng)能力和很強的抗干擾能力。

二、對電動機的要求

1、從低速到高速電動機都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min我更低速時，仍有平穩(wěn)速度而無爬行現(xiàn)象。

2、電動機應(yīng)具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電動機要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4~6倍而不損壞。

3、為了滿足快速響應(yīng)的要求，電動機應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。

4、電動機應(yīng)能承受頻繁啟動、制動和反轉(zhuǎn)。

三、伺服放大器的三種控制方式

1、轉(zhuǎn)矩控制

通過外部模擬量的輸入或直接的地址賦值來設(shè)定電動機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，主要應(yīng)用于需要嚴格控制轉(zhuǎn)矩的場合，屬于電流環(huán)控制。

2、速度控制

通過模擬量的輸入或脈沖的頻率對轉(zhuǎn)動速度的控制，屬于速度環(huán)控制。

3、位置控制

它是伺服中常用的控制。位置控制模式一般是通過外部輸入脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖數(shù)來確定轉(zhuǎn)動角度，所以一般應(yīng)用于定位裝置。

四、伺服的作用相服

伺服的作用相服能夠按照定位指令裝置輸出的脈沖串，對工件進行定位控制，同時，還具有對伺服電動機鎖定的功能。當(dāng)偏差計數(shù)器的輸出為零時，如果有外力使伺服電動機轉(zhuǎn)動，由編碼器將反債脈沖輸入偏差計數(shù)器，偏差計數(shù)器發(fā)出速度指令，旋轉(zhuǎn)修正電動機使之答上在滯留脈沖為零的位置上。該停留于固定位置的功能，稱為伺服鎖定。另外，伺服還能夠進行適合機械負荷的位置環(huán)路增益和速度環(huán)路增益調(diào)整。

五、脈沖當(dāng)量與電子齒輪比設(shè)置

1、脈沖當(dāng)量

相對于每一脈沖信號的機床運動部件的位移量稱為脈沖當(dāng)量，又稱作小設(shè)定單位。脈沖增量插補是行程標(biāo)量插補，每次插補結(jié)束產(chǎn)生一個行程增量，以脈沖的方式輸圖出。這種插補算法主要應(yīng)用在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，在插補計算過程中不斷向各坐標(biāo)軸發(fā)出互相協(xié)調(diào)的進給脈沖，驅(qū)動電動機運動。一個脈沖所產(chǎn)生的坐標(biāo)軸移動量稱為脈沖當(dāng)量。

脈沖當(dāng)量是脈沖分配的基本單位，按機床設(shè)計的加工精度選定，普通精度的機床一般取脈沖當(dāng)量為0.01mm，較精密的機床取0.001mm或0.005mm。采用脈沖增量插補算法的數(shù)控系統(tǒng)，其坐標(biāo)軸進給速度主要受插補程序運行時間的限制，一般為1~3m/min。脈沖增量插補主要有逐點比較法、數(shù)據(jù)積分法、直線函數(shù)法等。脈沖當(dāng)量影響數(shù)控機床的加工精度，它的值取得越小，加工精度越高。

2、機械減速比

機械減速比(m/n)是減速器輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值，也等于從動輪齒數(shù)與主動輪齒數(shù)的比值。機械減速比在數(shù)控機床上為電動機軸轉(zhuǎn)速與絲杠轉(zhuǎn)速之比。

3、電子齒輪與電子齒輪比

電子齒輪比就是對伺服接收到上位機的脈沖頻率進行放大或者縮小，其中一個參數(shù)為分子，一個為分母。如分子大于分母就是放大，如分子小于分母就是縮小。例如輸入頻率為100Hz，電子齒輪比分子設(shè)為1，分母設(shè)為2，那么伺服實際運行速度按照50Hz的脈沖來進行。而如果輸入頻率為100Hz，電子齒輪比分子設(shè)為2，分母設(shè)為1，那么伺服實際運行速度按照200Hz的脈沖來進行。

4、電子齒輪比的應(yīng)用和設(shè)置

電子齒輪比可以任意地設(shè)置每單位指令脈沖對應(yīng)的電動機的速度和位移量(脈沖當(dāng)量)，當(dāng)上位控制器的脈沖發(fā)生能力(高輸出頻率)不足以獲得所需速度時，可以通過電子齒輪能(指令脈沖倍頻)來對指令脈沖進行N倍頻。編碼器分辨率(F)表示伺服電動機軸旋轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)。先看伺服電動機的銘牌，再對照驅(qū)動器說明書即可確定編碼器的分辨率。每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(f)表示絲杠轉(zhuǎn)動一圈所需脈沖數(shù)。

     脈沖當(dāng)量(p)表示數(shù)控系統(tǒng)(上位機)發(fā)出一個脈沖時，絲杠移動的直線距離或旋轉(zhuǎn)軸的度數(shù)，也是數(shù)控系統(tǒng)所能控制的小距離。這個值越小，經(jīng)各種補償后越容易得到更高的加工精度和表面質(zhì)量。脈沖當(dāng)量的設(shè)定值決定機床的進給速度，當(dāng)進給速度滿足要求時，可以設(shè)定較小的脈沖當(dāng)量。

     以上內(nèi)就是關(guān)于伺服驅(qū)動器的知識補充，希望可以對大家能夠有幫助。另外伺服控制器的各項控制指標(biāo)(如穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)性能等)優(yōu)于通用變頻器。