| 直流伺服电机的品种很多，根据磁场产生的方式，直流电机可分为他励式、永磁式、并励式、串励式和复励式五种。永磁式用氧化体、铝镍钴、稀土钴等软磁性材料建立激磁磁场。在结构上，直流伺服电机有一般电枢式、无槽电枢式、印刷电枢式、绕线盘式和空心杯电枢式等。为避免电刷换向器的接触，还有无刷直流伺服电机。根据控制方式，直流伺服电机可分为磁场控制方式和电枢控制方式。永磁直流伺服电机只能采用电枢控制方式，一般电磁式直流伺服电机大多也用电枢控制方式。 在数控机床中，进给系统常用的直流伺服电机主要有以下几种： 1．小惯性直流伺服电机 小惯性直流伺服电机因转动惯量小而得名。这类电机一般为永磁式，电枢绕组有无槽电枢式、印刷电枢式和空心杯电枢式三种。因为小惯量直流电机*大限度地减小电枢的转动惯量，能获得*快的响应速度。在早期的数控机床上，这类伺服电机应用得比较多。 2．大惯量宽调速直流伺服电机 大惯量宽调速直流伺服电机又称直流力矩电机。一方面，由于它的转子直径较大，线圈绕组匝数增加，力矩大，转动惯量比较其他类型电机大，且能够在较大过载转矩时长时间地工作，可以直接与丝杠相连，不需要中间传动装置。另一方面，由于它没有励磁回路的损耗，它的外型尺寸比类似的其他直流伺服电机小。它还有一个突出的特点，是能够在较低转速下实现平稳运行，*低转速可以达到1r／min，甚至0.1r／min。这种伺服电机在数控机床上得到了广泛地应用。 3．无刷直流伺服电机 无刷直流伺服电机又叫无整流子电机。它没有换向器，由同步电机和逆变器组成，逆变器由装在转子上的转子位置传感器控制。它实质是一种交流调速电机，由于其调速性能可达到直流伺服发电机的水平，又取消了换向装置和电刷部件，大大地提高了电机的使用寿命。 |
| 为了提高步进电机的性能和结构工艺性，步进电机有许多的结构类型，主要是根据相数、产生力矩的原理、输出力矩的大小和结构进行分类。 1．根据相数分类 我国数控机床中采用的步进电机有三、四、五、六相等几种，因为相数越多，步距角越小，还可采用多相通电，提高步进电机的输出转矩。根据前面分析，步进电机的通电方式一般采用m相m拍、双m拍和m相2m拍通电方式，在m相m拍和m相2m拍通电方式中，除采用一/二相通电转换外，还可采用二／三相转换通电，如五相步进电机，各相用A、B、C、D、E表示，其五相十拍的二／三相转换方式为：AB→ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB。 2．根据产生力矩的原理分类 步进电机是采用定子与转子间电磁吸合原理工作，根据磁场建立方式，主要可分为反应式和永磁反应式（也称混合式）两类。 反应式步进电机的定子有多相磁极，其上有励磁绕组，而转子无绕组，用软磁材料制成，由被励磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行。永磁反应式步进电机的定子结构与反应式相似，但转子用永磁材料制成或有励磁绕组、由电磁力矩实现步进运行。这样可提高电机的输出转矩，减少定子绕组的电流。我国的永磁反应式步进电机多为五相，具有输出转矩大、步距角小、额定电流小等优点，缺点是转子容易失磁，导致电磁转矩下降。 3．根据输出力矩的大小分类 根据输出力矩的大小可将步进电机分为两类：伺服步进电机和功率步进电机。伺服步进电机又称为快速步进电机，输出力矩在几十到数百mN·m，只能带动小负载，加上液压扭矩放大器可驱动工作台。功率步进电机输出力矩在5～50N·m以上，能直接驱动工作台。 4．根据结构分类步进电机可制成轴向分相式和径向分相式，轴向分相式又称多段式，径向分相式又称为单段式。前面介绍的反应式步进电机是按径向分相的，也称为单段反应式步进电机，它是目前步进电机中使用*多的一种结构形式。还有一种反应式步进电机是按轴向分相的，这种步进电机也称为多段反应式步进电机。多段反应式步进电机沿着它的轴向长度分成磁性能上独立的几段，每一段都用一组绕组励磁，形成一相，三相电机有三段。电机的每一段都有一个定子，它们固定在外壳上。转子制成一体，由电机两端的轴承支承。每段定子上都有许多磁极，绕组绕在这些磁极上。沿电机的轴向长度看，转子齿与每段定子齿之间有不同的相对位置。设一三相多段反应式步进电机的三相分别为A、B、C，则A段里的定子齿和转子齿是对齐的，B段和C段里的定子齿和转子齿则不对齐，一般错开齿距的1/m（m为定子相数），齿距为360°/转子齿数。若从A相通电变化到B相通电，则使B段里的定子齿和转子齿对齐，转子转动一步。使B相断开，C相通电，则电机以同一方向再走一步。再使A相单独通电，则再走一步，A段里的定子齿和转子齿再一次完全对齐。不断按顺序改变通电状态，电机就可连续旋转。若通电方式为A→B→C→A→…，则通电状态的三次变化使转子转动一个齿距；若通电方式为A→AB→B→BC→C→CA→A…，则通电状态的六次变化使转子转动一个齿距。 |