第04章-伺服电动机

-1-第四章伺服电动机控制电机第一节直流伺服电动机第二节交流伺服电动机第三节特种伺服电动机*第四节伺服电动机的选用-2-

伺服电动机的作用是把输入的电压控制信号转换成输出的角位移或角速度。在自动控制系统中，伺服电动机是以执行机构的身份出现的，所以又称为执行电动机。

对伺服电动机的基本要求是：

(1)调速范围宽，即伺服电动机的转速随控制电压的改变能在宽广的范围内连续调节。

(2)可控性好，无自转现象，即无电压控制信号时转子不转动，控制信号一旦出现，电动机马上转动，而控制信号一旦消失，电动机立刻停转。第四章伺服电动机-3-(3)响应迅速，即伺服电动机的机电时间常数要小，要有较大的堵转转矩和较小的转动惯量。

(4)运行稳定，即伺服电动机具有线性的机械特性和调节特性。此外，一些特殊领域如航空航天，对伺服电动机的重量和体积等也有一定的要求。第四章伺服电动机-4-

伺服电动机可分为直流伺服电动机和交流伺服电动机。直流伺服电动机具有运行特性好，控制灵活、方便的优点；而交流伺服电动机结构简单，无电刷和换向器，不需要经常维护，而且效率高，响应快，速比大，非常引人注目，在许多领域有取代直流伺服电动机之势。第四章伺服电动机-5--6-第一节直流伺服电动机一、基本结构第四章伺服电动机-7-

直流伺服电动机主要有两种控制方式，一种是电枢控制，即通过改变电枢电压来实现对转子转速的控制；另一种是磁场控制，即通过改变励磁电压来实现对转子转速的控制（对电磁式直流伺服电动机而言）。

电枢控制的优点是电动机机械特性和调节特性的线性度好，空载损耗小，调速范围广，控制回路电感小，响应迅速；而磁场控制虽然能实现平滑调速，但调速范围不大，一般只是配合电枢控制在额定转速以上进行小范围的弱磁升速。另外，磁场控制有可能出现失磁而飞车的危险，因而较少采用。

第四章伺服电动机-8-二、运行特性1.机械特性直流伺服电动机的机械特性是指在一定控制电压Uc下，转子转速n与电磁转矩Te之间的关系曲线，即如果忽略电枢反应的影响，主磁通保持不变，直流伺服电动机的电磁转矩为（4-1）第四章伺服电动机转矩系数-9-

电枢绕组的感应电动势为第四章伺服电动机（4-2）电动势系数

电枢回路的电压平衡方程为（4-3）电枢电阻-10-

由上面三个式子，可以得到直流伺服电动机的机械特性方程第四章伺服电动机（4-4）β为机械特性的斜率

-11-

相应的特性曲线如图4-2所示。可见，直流伺服电动机的机械特性为一直线，随着控制电压Uc的增加，机械特性向上平移，而直线斜率β保持不变。第四章伺服电动机-12-2.调节特性直流伺服电动机的调节特性是指在一定负载转矩下，转子转速与控制电压之间的关系曲线，即根据式（4-4），并利用的关系，可以直接得到直流伺服电动机的调节特性方程第四章伺服电动机（4-5）-13-

相应的调节特性曲线如图4-3所示。可见，直流伺服电动机的调节特性也为一直线，随着负载转矩TL的增加，机械特性向右平移，而直线斜率α

保持不变。第四章伺服电动机-14-

从上面的分析中可以知道，电枢控制时直流伺服电动机的两个主要运行特性——

机械特性和调节特性都是线性的，这是一个很可贵的优点。第四章伺服电动机-15-三、低速运行的不稳定性分析从直流伺服电动机的运行特性可知，只要控制电压足够大，电动机就可以在很低的转速下运行。但实际上，当转速很低（每分钟几十转以下）时，转速将很不均匀，时快时慢，甚至停转。这种现象称之为直流伺服电动机低速运行的不稳定性，产生的原因主要是：

(1)低速时感应电动势较小，由于电枢齿槽效应等原因造成的电动势脉动的影响将增大，导致电磁转矩的波动比较明显。第四章伺服电动机-16-(2)低速时控制电压值很小，电刷和换向器之间接触电压不稳定性的影响将增大，导致电枢电流和电磁转矩的波动。

(3)低速时电刷和换向器之间的摩擦转矩也是不稳定的，造成总的阻转矩的变化，导致输出转矩的不稳定。直流伺服电动机低速运行的不稳定性将在自动控制系统中造成误差，必须采取相应的措施加以克服，如采用定子斜极或转子斜槽的结构，或者采用低速运行性能较好的特种电机，如力矩电机、无槽电机等。第四章伺服电动机-17-第二节交流伺服电动机一、交流伺服电动机的基本结构第四章伺服电动机励磁绕组控制绕组-18-二、两相交流绕组的旋转磁场异步伺服电动机实际上是一台两相的异步电动机，要分析其运行特性，首先应当搞清楚两相交流绕组所产生磁场的基本特点。1.旋转磁场的大小为了分析方便起见，先假设励磁绕组和控制绕组为对称的两相交流绕组，即它们的绕组匝数和绕组系数均相等，并且通入对称的两相交流电流第四章伺服电动机（4-6）-19-

根据交流绕组旋转磁场的基本理论，单相交流绕组通以单相交流电流后，将产生沿绕组轴线方向的脉振磁动势。因此，励磁绕组和控制绕组的基波脉振磁动势向量的长度分别是第四章伺服电动机（4-7）-20-

由于励磁绕组和控制绕组的轴线在空间互差90º电角度，任何时刻基波合成磁动势向量的长度都为（4-8）

上式表明，在对称的两相交流绕组中通入对称的两相交流电流后，两相脉振磁动势的合成必然是一个圆形旋转磁场。第四章伺服电动机-21-若两相绕组的匝数不等，设有效匝比为（4-10）第四章伺服电动机根据式（4-8），产生圆形旋转磁场的条件应是由式（4-7）可得-22-

上式说明，当两相绕组的有效串联匝数不相等时，若要产生圆形旋转磁场，两相绕组电流的相位差应为90º电角度，并且两相电流的大小应与有效串联匝数成反比。这种两相电流称为两相对称交流电流。第四章伺服电动机-23-2.旋转磁场的转向和转速旋转磁场的转向可以用图4-5分四个时刻来说明：第四章伺服电动机-24-

由此可见，旋转磁场是由电流超前的相绕组转向电流滞后的相绕组，并且当某相电流达到最大时，合成磁动势就位于该相绕组的轴线方向上。显然，旋转磁场的电角速度就是所以旋转磁场的转速（单位r/min）为第四章伺服电动机（4-11）-25-

综上所述，两相交流绕组旋转磁场的基本特点为：

(1)两相对称绕组通入两相对称电流所产生的基波合成磁动势是一个旋转行波，合成磁动势的幅值等于单相绕组脉振磁动势的幅值。

(2)旋转磁场的转速取决于电源频率和电机极对数，即，称为同步转速。

(3)旋转磁场的方向是从电流超前的相转向电流滞后的相，若要改变旋转磁场的方向，只要改变定子绕组的相序即可。

(4)当某相电流达到最大时，合成磁动势刚好转到该相绕组的轴线方向上。第四章伺服电动机-26-三、异步伺服电动机的电磁关系1.电压平衡方程

(1)转子静止时在旋转磁场作用下，定子励磁绕组、控制绕组和转子绕组都将产生感应电动势。设旋转磁场的每极主磁通为Φ，根据交流电机的基本原理，相应的感应电动势分别为第四章伺服电动机（4-12）-27-

在定、转子绕组中，除旋转磁场主磁通产生的感应电动势外，还有漏磁场感应产生的漏磁电动势。这些漏磁电动势可以用漏电抗压降的形式来表征，即第四章伺服电动机（4-13）漏电抗-28-考虑相应绕组的电阻压降，转子不动时异步伺服电动机的电压平衡方程为第四章伺服电动机（4-14）-29-

(2)转子旋转时当转子转动时，根据异步电动机的基本原理，转子绕组中的感应电动势及电流的频率为第四章伺服电动机（4-15）转差率此时，旋转磁场主磁通在转子绕组中的感应电动势应为（4-16）-30-根据式（4-12），得第四章伺服电动机（4-17）同理，漏磁场在转子绕组感应产生的漏磁电动势为（4-18）转子漏电抗-31-这样，转子旋转时异步伺服电动机的电压平衡方程为第四章伺服电动机（4-19）-32-2.产生圆形旋转磁场时的定子电压根据电压平衡方程，可以进一步分析产生圆形旋转磁场时，定子两相绕组的电压应满足的关系。为使分析具有一般性，设两相绕组的匝数不等，其有效匝比仍为。根据式（4-10），并考虑励磁绕组电流超前控制绕组电流90º电角度，可得第四章伺服电动机（4-20）-33-

由于定子绕组的感应电动势与匝数成正比，并且励磁绕组感应电动势超前控制绕组感应电动势90º电角度，所以第四章伺服电动机（4-21）另外，两相绕组的电阻和漏电抗应满足如下关系

（4-22）-34-将上面三个式子代入式（4-19）的第一式，得第四章伺服电动机（4-24）

上式说明，若要产生圆形旋转磁场，异步伺服电动机定子两相绕组电压的相位差应为90º电角度，并且其有效值应与有效串联匝数成正比。这种两相电压称为两相对称交流电压。-35-四、异步伺服电动机的运行特性1.电磁功率和电磁转矩根据异步电动机能量传递的基本关系，从定子传递到转子的电磁功率为第四章伺服电动机（4-25）转子绕组相数-36-由式（4-12），得第四章伺服电动机当不计控制绕组的漏阻抗压降时，，所以

这样，转子绕组的感应电动势为（4-27）（4-26）（4-28）-37-

根据式（4-19）的第三式，转子绕组的电流和功率因数分别为第四章伺服电动机把上面三个式子代入式（4-25），可以得到电磁功率（4-31）-38-

电磁功率除以转子方的同步机械角频率可以得到电磁转矩第四章伺服电动机（4-32）-39-对于笼型转子，m2=Z2（Z2为转子槽数，即转子导条数），N2=1/2，kw2=1，所以上式可进一步化为第四章伺服电动机（4-33）

上式表明了异步伺服电动机电磁转矩与控制电压、转差率（即转速）和电机参数之间的关系。对于已制成的电机，电机参数是一定的，电源频率一般不变，当电机转速一定时，电磁转矩与控制电压的平方成正比。-40-2.圆形旋转磁场时的机械特性根据式（4-33）可以绘出圆形旋转磁场时不同控制电压下异步伺服电动机的机械特性，第四章伺服电动机-41-

将式（4-33）对s求导，并令，可求出最大电磁转矩及其对应的转差率（称为临界转差率）第四章伺服电动机

上面两式表明，临界转差率与转子电阻成正比，但最大转矩却与转子电阻无关。转子电阻越大，机械特性线性段的范围就越大，这对于伺服电动机的稳定运行和扩大调速范围是非常有利的，所以具有较大的转子电阻是异步伺服电动机的重要特点。-42-3.椭圆形旋转磁场时的机械特性在圆形旋转磁场作用下，电动机处于对称运行状态，这只是异步伺服电动机运行中的一种特殊情况，此时加在定子励磁绕组和控制绕组上的电压是两相对称的交流电压，所产生的电流也是两相对称的交流电流。为了实现对转速的控制，加在控制绕组上的控制电压是变化的，其幅值或相位应是可调的。这样，产生圆形旋转磁场的条件不再满足，电动机实际处于一种不对称运行状态。第四章伺服电动机-43-

根据交流绕组磁动势的基本理论，两相不对称绕组所产生的应是椭圆形的旋转磁场，下面就两相绕组中电流相位差仍为90º电角度，但磁动势幅值不相等时的情况进行简要分析。设两相绕组磁动势的瞬时表达式为第四章伺服电动机（4-36）椭圆度系数α-44-将励磁绕组磁动势Ff进行如下分解第四章伺服电动机（4-37）

可见，励磁绕组磁动势分量Ff1与控制绕组磁动势Fc的幅值相等，相位互差90º电角度，两者合成正好形成一个圆形旋转磁场，其幅值就是（4-38）-45-

另外，励磁绕组磁动势分量Ff2是一个沿励磁绕组轴线方向的脉振磁场，这个脉振磁场可以分解为两个转向相反、幅值等于脉振磁动势幅值一半的圆形旋转磁场，第四章伺服电动机（4-39）

这样，原来的椭圆形旋转磁场可以用两个正向圆形旋转磁场和一个反向圆形旋转磁场来等效。-46-

两个正向圆形旋转磁场转速相等，转向相同，轴线一致，可以合成为一个正向圆形磁场，其幅值为第四章伺服电动机（4-40）而反向圆形旋转磁场的幅值即为（4-41）-47-

通过以上分析，可以得出以下结论：异步伺服电动机在一般运行情况时，定子两相绕组产生的是一个椭圆形的旋转磁场，该磁场可以用两个转速相等、转向相反的圆形旋转磁场来代替，其中一个的转向与原来的椭圆形磁场相同，称为正向圆形旋转磁场；另一个的转向则相反，称为反向圆形旋转磁场。图4-7形象地说明了正、反向转旋转磁场的作用。正向旋转磁场与转子同向旋转，所产生的电磁转矩起驱动作用；而反向旋转磁场总是与转子反向旋转，所产生的电磁转矩起制动作用。合成电磁转矩总是正的，即第四章伺服电动机-48-第四章伺服电动机-49-

若转子转速为n，则转子相对于正向旋转磁场的转差率为第四章伺服电动机（4-43）（4-44）而转子相对于反向旋转磁场的转差率为-50-

根据前面圆形旋转磁场时的机械特性，由式（4-33）可以分别绘出正、反向旋转磁场的机械特性曲线，以及它们的合成曲线，即椭圆形旋转磁场时的机械特性，如图4-8所示。第四章伺服电动机-51-

与圆形旋转磁场时的机械特性相比较，椭圆形旋转磁场时的机械特性具有以下两个特点：

(1)由于反向旋转磁场的存在，产生了附加的制动转矩Te-，使电机总的输出转矩都减小了；

(2)在理想空载情况下（即电磁转矩Te=0时），转子转速已不能达到同步转速n1，而是低于n1。第四章伺服电动机-52-4.自转现象及消除方法异步伺服电动机的转子电阻往往较大，除了前述是为了改善机械特性的线性度和稳定运行外，更重要的是为了保证当控制绕组电压为零时，电动机能立刻停转。因为当控制绕组没有外施电压时，异步伺服电动机就相当于一台正常运行的单相异步电动机，这时只有励磁绕组在起作用，相应的机械特性如图4-9(a)所示。第四章伺服电动机-53-第四章伺服电动机-54-

显然，正向旋转时电磁转矩Te是正值；反向旋转时电磁转矩Te是负值，说明Te总是驱动性质的，电动机在两个方向都可以旋转。这种情况对于伺服电动机而言是不利的，相当于控制信号消失而仍有角速度或角位移输出，称为“自转现象”。第四章伺服电动机-55-

如果增大转子电阻，使正向电磁转矩Te+和反向电磁转矩Te-的临界转差率sm>1，将得到图4-9(b)所示的机械特性。这样，正向旋转时电磁转矩Te是负值；反向旋转时电磁转矩Te是正值，即Te总是制动性质的。因此，在控制电压为零时，电动机在两个方向上都不可能自转。第四章伺服电动机-56-

当然，增大转子电阻也有不利的一面。首先电动机效率会降低，同样功率的电机体积也要大一些；其次临界转差率sm>1，使起动转矩减小。由于伺服电动机的工作性质不同于普通电动机，主要要求运行稳定、线性度好、无自转现象，而效率和体积相对次要些，所以转子电阻往往设计得相当大，以满足自动控制系统的基本需要。第四章伺服电动机-57-5.控制方式简介一般情况下，异步伺服电动机的励磁绕组电压保持不变，通过改变控制绕组电压的幅值或相位，就可以改变正向旋转磁场与反向旋转磁场之间的大小关系，以及正向电磁转矩和反向电磁转矩之间的比值，从而达到改变合成电磁转矩及转速的目的。这样，异步伺服电动机就有三种具体的控制方式：

(1)幅值控制，即仅改变控制电压的幅值；

(2)相位控制，即仅改变控制电压的相位；

(3)幅-相控制，同时改变控制电压的幅值和相位。第四章伺服电动机-58-

幅值控制方式简单易行，且控制效果较好。所以，下面就以幅值控制方式为例，简要介绍相应的机械特性和调节特性。采用幅值控制时，控制绕组电压在时间上滞后励磁绕组电压90º电角度，且保持不变，仅其幅值可以调节。的有效值可以表示为第四章伺服电动机（4-45）有效信号系数-59-

当αe=0时，控制绕组没有外施电压，仅励磁绕组一相供电，产生单相脉振磁动势。如果转子电阻足够大，转子将静止不动。

当0<αe<1时，励磁绕组和控制绕组的磁动势幅值不等，相应的气隙合成磁场为椭圆形旋转磁场。根据分解的正、反向旋转磁场及相应的正、反向电磁转矩、，可以获得不同值时的机械特性，如图4-10所示。第四章伺服电动机-60-第四章伺服电动机-61-

当αe=1，即当励磁绕组与控制绕组的外施电压均为到各自的额定值时，它们的磁动势幅值应相等，相应的气隙合成磁场为圆形旋转磁场，这时仅存在正向旋转磁场及正向电磁转矩，将产生最大的电磁转矩。根据图4-10所示的机械特性，采用作图法可以获得相应的调节特性，如图4-11所示。第四章伺服电动机-62-第三节特种伺服电动机*一、力矩伺服电动机在某些自动控制系统中，被控对象的运动速度相对较低。若用齿轮减速器，齿轮之间的间隙常常引起系统一定范围内的振荡和系统刚度的降低，因此希望有低转速、大转矩的伺服电动机。力矩电动机就是为这种低转速、大转矩的需要而设计制造的电机，它能在低速运行甚至长期堵转情况下产生足够大的电磁转矩，而且不需要经过齿轮减速器而直接驱动负载，具有响应迅速、运行稳定的优点。第四章伺服电动机-63-1.直流力矩电动机的基本结构第四章伺服电动机-64-2.直流力矩电动机的基本原理直流力矩电动机为了能在相同的体积和控制电压下产生较大的转矩和较低的转速，一般做成扁平形。下面以两极电机为例分析其基本原理。如图4-13所示的两台直流电机模型，设它们的电枢体积、电枢电流、电流密度和气隙磁密均相等，电机b的电枢直径Db是电机a电枢直径Da的两倍，即第四章伺服电动机（4-46）-65-第四章伺服电动机-66-

(1)电磁转矩的分析因为电枢体积相等，所以电枢铁心轴线长度之间的关系是第四章伺服电动机（4-47）

槽面积与电枢总导体数的关系式分别为（4-48）电枢截面利用系数槽填充系数-67-

两台电机电磁转矩的表达式分别为（4-49）第四章伺服电动机导体截面积（4-50）气隙磁密的平均值电枢导体电流-68-

利用式（4-46）、式（4-47）和式（4-49）的关系，由式（4-50）可以得到电磁转矩之间的关系（4-51）第四章伺服电动机

上式说明，在电枢体积、电枢电流、电流密度和气隙磁密相等的条件下，如果电枢直径增大一倍，电磁转矩也增大一倍，即电磁转矩与电枢直径成正比。-69-

(2)空载转速的分析若电枢直径为D，则一个极下一根导体的平均电动势为（4-52）第四章伺服电动机

一对电刷所串联的导体数为N/2，则刷间电动势为（4-53）-70-

理想空载时，电机转速为n0，并且控制电压（电枢电压）Uc=Ea，所以（4-54）第四章伺服电动机

根据前面的分析，当电枢体积、电枢电流和电流密度相等时，Nl乘积保持不变。这样，在控制电压和气隙磁密相同的情况下，理想空载转速与电枢直径成反比。-71-第四章伺服电动机

综合以上分析，在其它条件相同的情况下，增大直流电动机的直径，减小轴向长度，可以增大电动机的电磁转矩，并降低空载转速。这就是直流力矩电动机做成扁平形的根本原因。-72-第四章伺服电动机3.直流力矩电动机的性能特点

(1)转矩脉动小，低速运行稳定转矩脉动的大小是评价直流电动机性能的重要指标。直流力矩电动机采用扁平形电枢，可以增加电枢槽数、导体元件数和换向片数，还可以适当增大气隙，采用斜槽或斜磁极结构，这些措施均可以有效削弱直流电机的转矩脉动。-73-第四章伺服电动机

(2)机械特性和调节特性线性度好直流电动机在励磁磁通保持不变的情况下，可以得到线性的机械特性和调节特性。但是由于电枢反应的去磁作用，造成励磁磁场的畸变。在设计直流力矩电动机时，可以把磁路设计成高度饱和，并采取增大气隙等方法，削弱电枢反应的影响。-74-第四章伺服电动机

(3)响应迅速，动态特性好对于电机而言，决定过渡过程快慢的两个时间常数分别是机电时间常数和电气时间常数，时间常数越小，响应越迅速。虽然直流力矩电动机电枢直径大，转动惯量大，但由于它的堵转转矩很大，空载转速又很低，所以机电时间常数较小；直流力矩电动机采用多极结构，有利于减小电枢反应磁链及电枢绕组电感，所以电气时间常数也较小。另外，直流力矩电动机的扁平结构，有利于将电动机的转轴直接套在短而粗的负载轴上，从而大大提高系统的耦合刚度，改善动态性能。-75-第四章伺服电动机二、小惯量伺服电动机1.盘式伺服电动机-76-第四章伺服电动机

盘式电机大都是永磁式，其工作原理与柱式电机相同，所以它与柱式电机一样，既可以制成电动机，也可以制成发电机。一般来说，每种柱式电机都有相对应的盘式电机。

盘式永磁直流伺服电动机的主要特点是：

(1)转动部分只有电枢绕组，转动惯量小，具有快速的响应能力，可以用于频繁起、制动和正、反转的场合。

(2)轴向尺寸短，可适用于安装空间较小的场合。-77-第四章伺服电动机

(3)采用无铁心电枢结构，不存在普通柱式电机由于齿槽效应而产生的转矩脉动，运行平稳。

(4)不存在磁滞和涡流损耗，电机效率较高。

(5)电枢采用非磁性材料制成，电枢绕组电感小，换向火花小。

(6)电枢绕组两端面直接与气隙接触，有利于电枢绕组的散热，并有利于取较大的电负荷，减小电机的体积。-78-第四章伺服电动机2.无槽伺服电动机无槽电机的特点是电枢表面光滑，不开槽，电枢绕组元件直接放置在铁心的外表面，用环氧树脂浇注成型，与铁心固化成一个整体，如图4-15所示的无槽直流伺服电动机。

这种无槽电机转动惯量和电枢绕组的电感比盘式电机和空心杯电机要稍大些，因而动态性能稍显逊色。-79-第四节伺服电动机的选用一、伺服电动机的主要技术数据1.直流伺服电动机的技术数据

(1)空载始动电压U0。在额定励磁电压和空载的情况下，使转子在任意位置开始连续转动所需的最小控制电压称为空载始动电压。空载始动电压小，则灵敏度高。空载始动电压以额定控制电压的百分比表示，一般为额定电压的2%-12%，小功率电动机U0较大。第四章伺服电动机-80-

(2)机电时间常数τm。在额定励磁电压和空载情况下，加以阶跃的额定控制电压，电动机由静止状态加速到空载转速63.2%所需要的时间称为机电时间常数。这个性能指标是衡量电动机响应速度的，该值越小，说明响应越快速、灵敏。通常，伺服电动机的机电时间常数应小于0.03s。第四章伺服电动机-81-2.交流伺服电动机的技术数据除空载始动电压U0和机电时间常数τm两项技术指标外，交流伺服电动机还有另外两项重要的技术指标：

(1)机械特性的非线性度Km。在额定励磁电压下，任意控制电压时的实际机械特性与线性机械特性在Te=Td/2（Td为堵转转矩）时的转速偏差与空载转速之比的百分数称为机械特性的非线性度，即第四章伺服电动机（4-55）-82-第四章伺服电动机-83-

(2)调节特性的非线性度。在额定励磁电压和空载情况下，当有效信号系数αe=0.7时，实际调节特性与线性调节特性的转速偏差与有效信号系数αe=1时的空载转速之比的百分数称为调节特性的非线性度，即第四章伺服电动机（4-56）-84-第四章伺服电动机-85-二、伺服电动机的使用原则1.直流伺服电动机使用原则

(1)电磁式直流伺服电动机在起动时首先要接通励磁电源，然后再加电枢电压，以避免电枢绕组因长时间流过大电流而烧坏电机。这是因为如果先加电枢电压，电枢电流Ia=Uc/Ra，电压Uc全部加在电枢电阻Ra上，而Ra很小，造成电枢电流Ia过大，极易烧坏电机。第四章伺服电动机-86-(2)在电磁式直流伺服电动机运行过程中，绝对要避免励磁绕组断线，以免造成电枢电流过大和“飞车”事故。

(3)永磁式直流伺服电动机的性能很大程度上取决于永磁材料的优劣。大多数永磁材料的机械强度不高，易于破碎。在安装和使用这类电机时，要注意防止剧烈的振动和冲击，否则容易引起永磁体内部磁畴排列的混乱，使永磁体退磁。另外，尽量远离热源，因为有些永磁材料的温度系数较高，磁性能易受温度变化的影响。第四章伺服电动机-87-2.交流伺服电动机使用原则

(1)交流伺服电动机的电源是两相的，但通常的电源是三相的或是单相的，这样就要将电源移相之后才能使用。对于三相有中线的电源，可取一相电压及其它两相之间的线电压分别作为励磁电压和控制电压；对于三相无中线的电源，可利用三相变压器副边的相电压和线电压形成90º相位移的电源系统。如果只有单相电源时，则需要通过移相电容产生两相电源，通过对电容值的合理选择，可以使励磁电压和控制电压正好相差90º电角度。通常，移相电容为零点几微法到几十微法。第四章伺服电动机-88-(2)在控制系统中，控制信号通常是通过放大器加到交流伺服电动机的控制绕组上。这样，大的控制电流和控制功率就会增大放大器的负担，使放大器的体积和重量增大。可以通过在控制绕组两端并联电容的方法，提高控制相的功率因数，从而减小放大器输出的无功电流，减小放大器的负担。第四章伺服电动机-89-(3)交流伺服电动机为了满足控制性能的要求，转子电阻通常都设计得比较大，而且经常工作在低速段和不对称状态，因此它的损耗比一般电机大，发热多，效率低。为了保证其温升不超过允许值，在安装时应改善散热条件，如将电机安装在面积足够大的金属支架上，保证通风良好，远离其它热源。第四章伺服电动机-90-三、直流伺服电动机与交流伺服电动机的比较直流伺服电动机和交流伺服电动机都可作为控制系统中的执行元件，但应根据各自的特点和使用的具体情况，合理选用。

(1)机械特性。直流伺服电动机的机械特性是线性的，在不同控制电压下，机械特性相互平行，而且特性很硬；但交流伺服电动机的机械特性是非线性的，特性的斜率随着控制信号的不同而变化，机械特性较软，特别在低速段更加严重。第四