8. 数控机床中常用的伺服交流电机的种类有哪些?各有什么优缺点?

Question

如题所述

Answer 1

数控机床中常用的电机分为直流伺服电机和交流伺服电机两大类。
1、直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

Answer 2

交流伺服电机有同步型和异步型两大类。异步型交流电机指的是交流感应电机。它有三相和单相之分，也有鼠笼式和线绕式。通常多用鼠笼式三相感应电机，具有结构简单，与同容量的直流电机相比，质量轻1/2，价格仅为直流电机的1/3等优点。缺点是不能经济地实现范围很广的平滑调速，必须从电网吸收滞后的励磁电流，因而令电网功率因数变坏。

同步型交流电机结构虽比感应电机复杂，但比直流电机简单。同步型交流电机按转子结构不同可分电磁式及非电磁式两大类。非电磁式又分为磁滞式、永磁式和反应式多种。其中磁滞式和反应式同步电机存在效率低、功率因数较差、容量不大等缺点。因此，数控机床中多用永磁式同步电机。与电磁式相比，永磁式同步电机的优点是结构简单、运行可靠、效率较高。当永磁式同步电机采用高剩磁感应、高矫顽力的稀土类磁铁时，其体积比直流电机外形尺寸约小1/2，质量减轻60﹪，转子惯量可减小到直流电机的1/5。它与异步电机相比，由于采用了永磁励磁，消除了励磁损耗及有关的杂散损耗，所以效率较高。又因为没有电磁式同步电机所需的电刷和换向器等，其机械可靠性与感应（异步）电机相同，而功率因数却大大高于异步电机。