交流伺服电机具有什么特点？可分为哪些类型？

交流伺服电机和直流伺服电机是现代工业中常见的两种电机类型，它们各自具有一些优点和缺点。本文将对这两种电机进行对比，以帮助读者更好地了解它们的特点和适用场景。 首先，我们来看看交流伺服电机的优点。交流伺服电机具有较高的转矩密度和功率密度，这意味着它们可以在相对较小的体积内提供更大的转矩和功率输出。此外，交流伺服电机的动态响应速度快，能够迅速响应外部控制信号的变化，从而实现精确的位置和速度控制。

交流伺服系统按照电机类型的不同可以分为两种：异步伺服系统和同步伺服系统。根据控制器的不同，交流伺服系统又可以分为模拟伺服系统和数字伺服系统。

异步伺服系统：异步伺服系统通常使用异步电机作为执行器，常用于低速、大扭矩的应用场合，如压力机、注塑机等。

同步伺服系统：同步伺服系统通常使用永磁同步电机或者感应同步电机作为执行器，具有响应速度快、精度高、效率高等优点，常用于高速、高精度的应用场合，如机床、印刷机、包装机等。

模拟伺服系统：模拟伺服系统通常采用模拟电路控制，具有控制精度低、调试困难等缺点，但是成本低、响应速度快，适用于一些控制要求不高的应用场合。

数字伺服系统：数字伺服系统采用数字信号处理器(DSP)或者微处理器作为控制器，具有控制精度高、稳定性好、可靠性高等优点，适用于对精度要求高、动态性能要求高的应用场合。

交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组，另一组为控制绕组，交流伺服电动机是一种两相的交流电动机。 交流伺服电动机使用时，激磁绕组两端施加恒定的激磁电压Uf，控制绕组两端施加控制电压Uk。当定子绕组加上电压后，伺服电动机很快就会转动起来。 通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场，旋转磁场的转向决定了电机的转向，当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。

伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，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)。交流伺服电机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制(取决于编码器精度)，额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护(适用于无尘、易爆环境)

缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。

长期以来，在要求调速性能较高的场合，一直占据主导地位的是应用直流电动机的调速系统。但直流电动机都存在一些固有的缺点，如电刷和换向器易磨损，需经常维护。换向器换向时会产生火花，使电动机的最高速度受到限制，也使应用环境受到限制，而且直流电动机结构复杂，制造困难，所用钢铁材料消耗大，制造成本高。而交流电动机，特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电机小，使得动态响应更好。在同样体积下，交流电动机输出功率可比直流电动机提高10﹪～70﹪，此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。