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伺服电机和伺服驱动器的使用介绍

更新时间：2020-03-16 21:45:06 大小：2M 上传用户：xuzhen1查看TA发布的资源 标签：伺服电机伺服驱动器 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

伺服电机和伺服驱动器的使用介绍

一、伺服电机? 伺服驱动器的控制原理

伺服电机和伺服驱动器是一个有机的整体，伺服电动机的运行性能是电动机及其

驱动器二者配合所反映的综合效果。

1、永磁式同步伺服电动机的基本结构

图1为一台8极的永磁式同步伺服电动机结构截面图，其定子为硅钢片叠成的铁芯

和三相绕组，转子是由高矫顽力稀土磁性材料（例如钕铁錋）制成的磁极。为了检测

转子磁极的位置，在电动机非负载端的端盖外面还安装上光电编码器。驱动器根据反

馈值与目标值进行比较，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）。

图2 所示为一个两极的永磁式同步电机工作示意图， 当定子绕组通上交流电源后，

就产生一旋转磁场， 在图中以一对旋转磁极N、S表示。当定子磁场以同步速n1逆时针方

向旋转时，根据异性相吸的原理， 定子旋转磁极就吸引转子磁极，带动转子一起旋转，

转子的旋转速度与定子磁场的旋转速度（同步转速n1）相等。当电机转子上的负载转矩

增大时，定、转子磁极轴线间的夹角θ就相应增大，导致穿过各定子绕组平面法线方

向的磁通量减少，定子绕组感应电动势随之减小，而使定子电流增大，直到恢复电源

电压与定子绕组感应电动势的平衡。这时电磁转矩也相应增大，最后达到新的稳定状

态，定、转子磁极轴线间的夹角θ称为功率角。虽然夹角θ会随负载的变化而改变，

但只要负载不超过某一极限， 转子就始终跟着定子旋转磁场以同步转速n1转动，即转

子的转速为：

电磁转矩与定子电流大小的关系并不是一个线性关系。事实上，只有定子旋转磁

极对转子磁极的切向吸力才能产生带动转子旋转的电磁力矩。因此，可把定子电流所

产生的磁势分解为两个方向的分量，沿着转子磁极方向的为直轴（或称d轴）分量，与

转子磁极方向正交的为交轴（或称q轴）分量。显然，只有q轴分量才能产生电磁转矩。

由此可见，不能简单地通过调节定子电流来控制电磁转矩，而是要根据定、转子

磁极轴线间的夹角θ确定定子电流磁势的q轴和d轴分量的方向和幅值，进而分别对q

轴分量和d轴分量加以控制， 才能实现电磁转矩的控制。这种按励磁磁场方向对定子电

流磁势定向再行控制的方法称为“磁场定向”的矢量控制。

2、位置控制模式下的伺服系统是一个三闭环控制系统，两个内环分别是电流环和

速度环。




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