(4)转子惯量比较大，为了满足快速响应的要求，需要加大电源容量。

(5)转子温升高(电动机允许升可达1500 C～1800 C)可通过转轴传到机械上去，这会影响精密机械的精度。

伺服电动机的工作区域被温度极限线、转速极限线、换向极限线、转矩极限线以及瞬时换向极限线划分成三个区域：

Ⅰ 区为连续工作区，在该区域内转矩和转速的任意组合都可以长时间连续工作。

Ⅱ 区为断续工作区，在该区域内电动机只能按允许的工作时间和断电时间歇工作。

Ⅲ 区为加速和减速区，在该区域内电动机只能作加速或减速，工作极短的时间。

选择进给伺服电动机时，一定要满足以下条件：

机床空载运行时，应在特性曲线的连续工作区;

加减速过程应在加减速区;

频繁起动、制动以及周期变化的负载，必须检查一个周期内转矩的均方根值，并应小于电动机的连续额定转矩;

最大负载转矩、加载周期以及过载时间都应在特性曲线允许的范围以内。

(二)直流伺服电动机的速度控制方法

1.直流主轴电动机的速度控制方法

他励式直流主轴电动机的电磁转矩为

其中，励磁磁通Φ和转子回路电流Ia是相互独立的，可以分别进行调节，从而得到良好的静态和动态转矩控制特性。

直流主轴电动机的调速系统为双域调速系统，由转子绕组控制回路和磁场控制回路两部分组成。

在转子绕组控制回路中，通过改变转子绕组电压(即外加电压)调速，适于基本速度以下的恒转矩范围。

在磁场控制回路中，通过改变励磁电流If (即改变磁通φ)调速，为恒功率调速，适于基本速度以上的恒功率范围。

2.永磁直流伺服电动机的速度控制。用于数控机床进给伺服系统中的永磁直流伺服电动机多采用改变外加电压的调速方法。这是因为这种调速方法具有恒转矩调速特性、机械特性好、经济性能好等特点。

常采用的调速系统有两种，即晶闸管调速系统和晶体管脉宽调制调速系统。

四、交流伺服电动及其速度控制

直流伺服电动机具有优良的调速性能，但它的电刷和换向器容易磨损，需要经常维护;由于换向器换向时会产生火花而使最高转速受到限制，也使应用环境受到限制;直流电动机结构复杂，制造困难，成本高。因此，20世纪80年代中期以来，交流伺服电动机得到飞速发展，交流伺服系统正在逐步取代直流伺服系统。

(一)交流伺服电动机

1.交流主轴电动机是经过专门设计的鼠笼式三相异步电动机。特点是：

没有外壳，定子铁芯直接暴露在空气中，而且有轴向通风孔，以利于电动机冷却、缩小电动机体积。

转子做成细长型，以便减小转子的转动惯量。

尾部都同轴安装有脉冲发生器(或脉冲编码器)。

交流主轴电动机的功率一速度特性曲线与直流主轴电动机相类似，

在基本速度以下为恒转矩区域，

在基本速度以上为恒功率区域。

恒功率的速度范围只有1:3的 速度比，当速度超过一定值后，功率一速度特性曲线会向下倾斜。

交流主轴电动机也具有一定的过载能力，一般能在额定负载的1.2～1.5倍负载下工作几分钟至半个小时。

2.永磁同步交流伺服电动机。主要由定子、转子和检测部件三部分组成：

定子形状与普通感应电动机的定子相似，具有齿槽，内有三相绕组，外表面多呈多边形，且无外壳，这样有利于散热。

转子是永久磁铁。

当定子三相绕组接上电源后，就产生一个旋转磁场，该旋转磁场吸引永磁转子同步旋转。

转子转速为：

式中：nr——转子转速; ns——定子旋转磁场转速; f—— 电源频率; P——磁极对数。

交流伺服电动机的性能用特性曲线和数据表来描述。其中最重要的是电动机的工作曲线，即转矩一速度特性曲线。

交流伺服电动机的机械特性要比直流伺服电动机的机械特性更硬，其直线更接近水平线。另外，断续工作区的范围更为扩大，尤其是在高速区域，这将有利于提高电动机的加、减速能力。

Ⅰ—连续工作区，Ⅱ—断续工作区。

(二)交流伺服电动机的速度控制方法

1.交流主轴电动机的速度控制

对于交流主轴电动机、气隙磁通和转子电流不是独立变量，它们都是转差率S的函数，无法分开进行独立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比标量难控制得多。将交流矢量转换成标量，从而将交流电动机模拟成直流电动机来控制它的转矩，称为交流矢量的直流标量化。这种方法可以使交流电动机获得与直流电动机同样优越的调速性能。

2.永磁同步交流伺服电动机的速度控制

由同步电动机的转速计算公式 可知，可以通过改变电源频率f来实现调速的要求。改变频率可以采用交—直—交变频器或交—交变频器。

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