伺服系统电动机的类型说明

1.进给驱动系统用的伺服电动机

1）改进型直流电动机

改进型自流电动机在结构上与普通直流电动机没有区别，只是它具有转动惯量较小、过载能力较强，且换向性能较好的优点。它的静态特性和动态特性方面较普通直流电动机有所改进。在早期的数控机床上多用这种电动机。

2）小惯量直流电动机

小惯量直流电动机又分无槽圆柱体电枢结构和带印制绕组的盘形结构两种。因为小惯量直流电动机最大限度地减少了电枢的转动惯量，所以能获得较好的快速性。在早期的数控机床上应用这类电动机也较多。为了获得电动机的高角加速度，无论是小惯量直流电动机还是改进型直流电动机，都设计成高额定转速和低惯量。因此，一般它们都要经过中间的机械传动（如齿轮减速器）才能与丝杠相连接。

3）步进电动机

由于步进电动机制造容易，它所组成的开环进给驱动装置也比较简单易调，在20世纪60年代至70年代初，这种电动机在数控机床上曾风行一时。但到现在，除经济型数控机床外，一般数控机床已不再使用。另外，在某些机床上也有用作补偿刀具磨损运动，以及精密角位移的驱动。

4）永磁直流电动机

由于永磁直流电动机能在较大过载转矩下长期工作电机的转子惯量较大，所以它能直接与丝杠相连而不需要中间的机械传动，而且因为无励磁回路损耗，所以它的外形尺寸比励磁式直流电动机小。永磁直流电动机的另一个特点是可在低速下运行，如其能在1 r/min甚至在0.1 r/min下平稳运转。因此，这种电动机获得广泛的应用，从20世纪70年代到80年代中期，在数控机床的进给驱动装置中，它占据着绝对的优势地位。至今，许多数控机床上仍使用永磁直流电动机。(www.xing528.com)

5）无刷直流电动机

无刷直流电动机也叫无换向器直流电动机。它由同步电动机和逆变器组成，而逆变器是受装在转子上的转子传感器控制的。因此，它实质上是交流调速电动机的一种。这种电动机的性能达到直流电动机的水平，而且取消了换向器和电刷部件，使电动机的寿命大约提高了一个数量级。

6）交流进给驱动电动机

自20世纪80年代中期开始，异步电动机和永磁同步电动机为基础的交流进给驱动电动机得到了迅速的发展，已经形成了趋势，是数控机床进给驱动的一个方向。某些国家生产的数控机床已全部采用交流进给驱动电动机。

我国到目前为止，大量的普通机床仍在生产第一线发挥主要作用，为了满足生产技术日益发展的需要，必须对普通机床进行数控化改造，改造的主要形式是采用步进电动机开环控制伺服系统。因此，由步进电动机构成的开环控制伺服系统在一个相当长的时间内都是人们应首先关注的伺服系统。

2.主轴驱动电动机

数控机床主轴驱动可采用直流电动机，也可采用交流电动机。与进给驱动不同的是，主轴驱动电动机的功率要求更大，对转速要求更高，但对调速性能的要求却远不如进给驱动那样高。因此在主轴调速控制中，除采用调压调速外，还采用了弱磁升速的方法，进一步提高其最高转速。在主轴驱动中，直流电动机已逐渐被淘汰，目前均使用交流电动机。由于受永磁体的限制，交流同步电动机的功率不易做得很大，因此，目前在数控机床的主轴驱动中，均采用笼型感应电动机。