合工大数控课件 进给伺服系统

第四章进给伺服系统概述伺服电机及其调速位置检测装置典型进给伺服系统1第7章数控机床的伺服驱动系统

主要内容2主要内容数控机床伺服系统是以机床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统。7.1概述伺服系统的作用:接受CNC装置发出的插补结果(指令脉冲等)，作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。数控机床的“大脑”数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不折不扣的跟随者。3一、数控机床伺服系统的定义二、数控机床伺服系统的分类三、数控机床对伺服系统的要求4.1概述4一、数控机床伺服系统的定义

1.伺服系统：

是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。

CNC装置是数控机床的“大脑”，“指挥机构”伺服系统是数控机床的“四肢”，“执行机构”。

2.伺服系统的组成：

检测装置：感应同步器、旋转变压器、光栅、脉冲编码器等。驱动电机：步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。4.1概述5二、数控机床伺服系统的分类

1、按伺服系统控制方式分

开环系统：步进电机，无位置反馈，投资低，精度低

闭环系统：直接测量实际位移进行反馈，精度高

半闭环系统：间接测量位移进行反馈，精度低于闭环

2、按控制对象和使用目的不同分

进给伺服系统：控制各坐标轴的切削进给运动主轴驱动伺服系统：控制主轴的旋转运动辅助伺服系统：控制刀库、料库等辅助系统的运动，多采用位置控制4.1概述6开环与闭环开环负载变化时，速度也随着变化，需人为修正结构简单，易于控制，精度差，低速不平稳，高速扭矩小用于轻负载且负载变化不大的场合闭环/半闭环不间断的比较系统输入与驱动输出闭环半闭环7开环伺服系统开环伺服系统采用步进电机作为驱动元件；没有位置反馈回路和速度反馈回路；设备投资低，调试维修方便，但精度差，高速扭矩小；用于中、低档数控机床及普通机床改造。

8闭环伺服系统

闭环伺服系统的位置检测装置安装在机床的工作台上；检测装置构成闭环位置控制。闭环方式被大量用在精度要求较高的大型数控机床上。9半闭环伺服系统位置检测元件安装在电动机轴上或丝杠上，用以精确控制电机的角度，为间接测量；坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，其传动误差没有得到系统的补偿；半闭环伺服系统的精度低于闭环系统。适用于精度要求适中的中小型数控机床。10二、数控机床伺服系统的分类3、按所用驱动元件的类型分步进电动机驱动系统直流伺服驱动系统交流伺服驱动系统直线电动机驱动系统4.1概述11三、数控机床对伺服系统的要求

1.高精度定位准确(定位误差持别是重复定位误差要小)，跟随精度高(跟随误差小)。一般定位精度要求达到mm级，高的达0.01~0.005mm。

2.灵敏度高，响应快

提高生产率和保证加工质量，一般电机升降速过渡过程，时间在0.2s以下。另外，当负载突变时，要求速度的恢复时间短，且无振荡，这样才能得到光滑的加工表面。

3.调速范围宽

保证在任何情况下都能得到最佳切削条件和加工质量，一般要求调速范围：最低转速/最高转速=1/1000~1/10000，且通常是无级调速。

4.低速大转矩

一般是在低速进行重切削，所以在低速时进给驱动要有大的转矩输出。

5.可靠性高

对环境的适应性强，性能稳定，使用寿命长。4.1概述12134.1概述4.2步进电动机及其控制原理4.3直流伺服电动机及其控制原理4.4交流伺服电动机及其控制原理13定义：是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。主要用于开环位置控制系统。组成：由步进电动机驱动电源和步进电动机组成，没有反馈环节特点：系统较简单，控制较容易，维修也较方便，而且为全数字化控制。但由于开环系统精度不高，且步进电动机的功率和速度不高，因此步进电动机驱动系统仅用于小容量、加工速度低、脉冲当量和精度不太高的场合，如经济型数控机床和电加工机床、计算机的打印机、绘图仪等设备。一、步进电动机4.2步进电动机及其控制原理14主要内容7.2步进电机及其驱动控制系统151.步进电动机的分类按工作原理分：反应式(磁阻式)、电磁式、永磁式、永磁感应子式(混合式)。按相数分：三相、四相、五相、六相和八相等。按使用频率分：高频步进电动机和低频步进电动机。16(1)反应式步进电动机

极与极之间的夹角为60°，每个定子磁极上均匀分布了五个齿，齿槽距相等，齿距角为9°。转子铁心上无绕组，只有均匀分布的40个齿，齿槽距相等，齿距角为360°/40＝9°。

单段式三相反应式步进电动机的结构：定子铁心上有六个均匀分布的磁极，沿直径相对两个极上的线圈串联，构成一相励磁绕组。特点：转子无绕组，定转子开小齿、步距小。应用最广。17AB定子转子IAIBIC18(2)永磁式步进电动机工作原理：转子或定子的一方具有永久磁钢，另一方有软磁材料制成，由绕组轮流通电产生的磁场与永久磁钢相互作用，产生转矩是转子转动。特点：不开小齿，步距角大，内阻较大，效率高，断电后有一定的定位转矩。(3)混合式步进电动机（永磁感应子式）定子结构与反应式基本相同，转子由环形磁钢及两段铁心组成。兼有以上两种的主要优点，是步进电动机的新产品。192.步进电动机的控制原理各部分的作用：数控装置：根据控制要求发出指令脉冲，每发出一个脉冲电机旋转一个特定的角度，即步距角环形分配：根据指令方向，依次产生步进电机的各相的通电步骤，分为硬件环分、软件环分两种。放大电路：放大环形分配的各相指令，产生步进电机的各相的驱动电流20

位移量的控制向步进电动机送一个控制脉冲，其转轴就转过一个角度或移动一个直线位移，称为一步；脉冲数增加，角位移(或线位移)随之增加，即脉冲数决定位移量。进给速度的控制脉冲频率高，则步进电动机的旋转速度就高，反之则低，即脉冲频率决定进给速度。运动方向的控制改变分配脉冲的相序，实现步进电动机的正、反转，从而改变运动方向。

与一般交流和直流电动机所不同的是，步进电动机定子绕组所加的电源形式为脉冲电压，而不是正弦电压或者恒定直流电压21

按电磁吸引的原理工作的。必须抓住两点：磁力线力图走磁阻最小的路径，从而产生反应力矩各相定子齿之间彼此错齿1/m齿距，m为相数几个概念的含义：“拍”----定子相绕组每改变一次通电状态，称为“一拍”。“单”----指只有一相绕组通电。“双”----指有两相绕组同时通电。3.反应式步进电动机的工作原理

22步进电机工作原理示意23(1)“单三拍”供电方式的步进电动机的工作原理第一拍：A相励磁绕组通电，B、C相励磁绕组断电。A相定子磁极的电磁力要使相邻转子齿与其对齐(使磁阻最小)，B相和C相定、转子错齿分别为1/3齿距(3°)和2/3齿距(6°)。第二拍：B相绕组通电，A、C相绕组断电。电磁反应力矩使转子顺时针方向转动3°，与B相的定子齿对齐，此时A、C相的定、转子齿互相错开。第三拍：C相绕组通电，A、B相绕组断电。电磁反应力距又使转子顺时针方向转动了3°，与C相定子齿对齐，同时A相、B相定、转子齿错开，重复通电顺序：ABCA……24

单三拍步进电动机的反转

若定子绕组通电顺序为ACBA

……，则电动机转子就顺时针方向旋转起来，其步距角仍为3°。

单三拍步进电动机的步距角

重复单三拍的通电顺序，ABCA

……，步进电机就逆时针方向旋转起来，对应每个指令脉冲，转子转动一固定角度3°(步距角)。

单三拍通电控制方式的缺点

由于每拍只有一相绕组通电，在切换瞬间可能失去自锁力矩，容易失步。而且，只有一相绕组通电吸引转子，易在平衡位置附近产生振荡。因此，单三拍通电控制方式，工作稳定性差，一般较少采用。25步进电动机三相三拍制014213264213步进电动机三相三拍制02274213步进电动机三相三拍制03284213步进电动机三相三拍制04294213步进电动机三相三拍制05304213步进电动机三相三拍制06314213步进电动机三相三拍制07324213步进电动机三相三拍制08334213步进电动机三相三拍制09344213步进电动机三相三拍制10354213步进电动机三相三拍制11364213步进电动机三相三拍制1237步进电动机三相三拍制13421338

若定子绕组的通电顺序为：ACCBBAAC……，则步进电动机的转子就逆时针方向转动。(2)双三拍工作方式采用双三拍通电控制方式，能克服单三拍工作的缺点。若定子绕组的通电顺序为ABBCCAAB……，则步进电动机的转子就顺时针方向转动，从一个磁场最强处走到了另一个磁场最强处，故其步距角仍为3°39

每切换一次，步进电动机就逆时针方向转动1.5°，步距角减小一半。原因是：当由A相切换到AB相通电时，A相定子磁极力图不让转子转动，而保持与其定子齿对齐，而B相定子磁极的电磁反应力矩也力图使其逆时针转动3°，与B相定子齿对齐，此时，转子齿与A相、B相定子齿均未对齐，此位置是A相、B相定子合成磁场的最强方向，即转子顺时针方向转动1.5°。

若通电顺序为：AACCBCBBAA……则步进电动机的转子就顺时针方向运动，步距角仍为1.5°。三相六拍控制方式比三相三拍控制方式步距角小一半；在切换时，保持一相绕组通电，工作稳定，比双三拍增大了稳定区。所以三相步进电动机常采用这种控制方式。(3)三相六拍工作方式通电顺序：AABBBCCCAA……40步进电动机三相六拍制1421341步进电动机三相六拍制2421342步进电动机三相六拍制3421343步进电动机三相六拍制4421344步进电动机三相六拍制5421345步进电动机三相六拍制6421346步进电动机三相六拍制7421347二、步进电动机主要性能指标及选择1.步距角步进电动机每步的转角称为步距角，计算公式：

式中m—步进电动机相数

Z—转子齿数

K—控制方式系数，K=拍数p/相数m

厂家对于每种步进电动机给出两种步距角，彼此相差一倍。大步距角系指控制供电拍数与相数相等时的步距角；小步距角系指供电拍数是相数两倍时的步距角。48主要内容7.2步进电机及其驱动控制系统例如：转子40个齿，定子仍是3对磁极，三相六拍。问步距角是多少？49步距角的选择：根据总体方案要求，综合考虑，通过下式进行：

式中δ—脉冲当量

S—丝杠螺距(mm)

θ—步距角

i—电动机与丝杠间的齿轮传动减速比

如果步进电动机的步距角θ和丝杠螺距S(基本导程)不能满足脉冲当量δ的要求时，应在步进电动机与丝杠之间加入齿轮传动，用减速比来满足δ的要求。50已知：求：传动比解一：又取51已知：求：传动比解二：取于是：522.最大静转距Tjmax(N·m)

静态：当步进电动机不改变通电状态时，转子处在不动状态

静态转距：如果在电动机轴上外加一个负载转距，使转子转过一个角度θe，这时转子受的电磁转距T。

矩角特性：描述静态时电磁转距T与θe之间的关系曲线。在静态稳定区内，当外加转距去除时，转子在电磁转距作用下，仍能回到稳定平衡点位置(θe＝0)。ππ/20-π-π/2静稳定区不稳定平衡点稳定平衡点不稳定平衡点TθeTjmax负载转矩TF应满足TF

=（0.2~0.4）Tjmax

533.空载起动频率fq（步/s）空载时步进电动机由静止突然起动，进入不丢步的正常运行的最高频率。是衡量步进电动机快速性能的重要技术数据。对于提高生产率和系统的快速性具有重要意义。

fq应能满足机床工作台最高运行速度。步进电动机起动频率要比连续运行频率低得多，带负载的起动频率比空载的起动频率要低。这是因为步进电动机起动时，既要克服负载力矩，又要克服运转部分的惯性矩，电动机的负担比连续运转时重。54Tf4.起动矩频特性描述步进电动机起动频率与负载力矩的关系曲线。当步进电动机带着一定的负载转距起动时，作用在电动机轴上的加速转矩为电磁转矩与负载转矩之差。负载转矩越大，加速转矩就越小，电动机就不易转起来。因此，其起动频率随着负载的增加而下降。55Tf5.运行矩频特性运行矩频特性T＝f(F)是描述步进电动机连续稳定运行时，输出转矩T与连续运行频率之间的关系。它是衡量步进电动机运转时承载能力的动态性能指标。由图可知，输出转矩T的基本趋势是随连续运行频率的增大而降低。56三、步进电机及其驱动控制系统步进电机的驱动控制由环形分配器和功率放大器组成。环形分配器功率放大器ABC57主要内容环形分配器的主要功能：将数控装置送来的一串指令脉冲，按步进电机所要求的通电顺序分配给步进电机驱动电源的各相输入端，以控制励磁绕组的通断，实现步进电机的运行及换向。环形分配的功能可由硬件或软件的方法来实现，分别称为硬件环形分配器和软件环形分配器。58主要内容可由D触发器或JK触发器构成，亦可用专用集成芯片或通用可编程逻辑器件。CNC装置电源环形分配器A相驱动B相驱动C相驱动FULL/HALFDIRCLKM7.2步进电机及其驱动控制系统硬件环形分配驱动与数控装置的连接方向控制信号硬件环形分配器59软件环形分配器举例对于三相六拍环形分配器，每当接收到一个进给脉冲指令，环形分配器软件根据下表所示真值表，按顺序及方向控制输出接口将A、B、C的值输出即可。如果上一个进给脉冲到来时，控制输

三相六拍环形分配器真值表序号ABC方向1100

反转正转21103010401150016101出接口输出的A、B、C的值是100，则对于下一个正向进给脉冲指令，控制输出接口输出的值是110，再下一个正向进给脉冲，应是010，而使步进电机正向地旋转起来。实现较为简单，灵活方便。60主要内容作用：是将环形分配器或微处理机送来的弱电信号变为强电信号，以得到步进电机控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。功率放大电路步进电机有几相，就需要几组功率放大电路。61624.1概述4.2步进电动机及其控制原理4.3直流伺服电动机及其控制原理4.4交流伺服电动机及其控制原理62直流伺服电动机的组成

电动机本体主要由机壳、定子磁极和转子组成。

检测部件

有高精度的测速发电机、旋转变压器以及脉冲编码器等

特点小惯量直流伺服电动机惯量小，响应速度快，但过载能力低

永磁直流伺服电动机转矩大，惯量大，稳定性好，调速范围宽。有电刷，限制速度的提高（1000~1500r/min）。4.3直流伺服电动机及其控制原理632.直流伺服电动机的工作原理与调速方法(1)工作原理

与一般直流电动机的工作原理相同，是建立在电磁力和电磁感应基础上的。如图（a）所示，直流电流从电刷A流入，经过线圈abcd，从电刷B

流出，载流导体ab和cd受到电磁力的作用，使得转子逆时针转动。当转子转到如图（b）所示的位置，电刷A和换向片2接触，电刷B和换向片1接触，直流电流从电刷A流入，在线圈中流动方向是dcba，从电刷B流出。

外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。64(2)直流伺服电机的速度控制原理MEaUФuf

他励直流电动机转子回路的电势平衡方程：

U＝Ea+Ra

Ia式中Ra—转子回路电阻(Ω)

Ia—转子回路电流(A)感应电动势Ea可由下式求得

Ea＝CeФn

式中Ce—电机械常数

Ф—励磁磁通(Wb)n—电动机转速(r/min)Te＝CtФ

Ia65电动机的电磁转矩Te(N∙m)为

Te＝CTФIa

式中CT—转矩系数，是电动机的结构常数。所以可得电动机转速－n＝＝n0－Δn式中n0—理想空载转速

Δn—转速降落根据上式可知，他励直流电动机有三种调速方法，即改变外加电压、改变励磁磁通及改变转子回路电阻调速。66－n＝＝n0－Δn

根据上式：励磁磁通不可变，只有二种调速方法，而改变转子回路电阻一般不能满足要求，通常采用改变转子回路外加电压的调速方法。这种调速方法是从额定电压往下降低转子电压，即从额定转速向下调速。该种调速方法属恒转矩调速，机械特性是一组斜率不变的平行直线，特性比较硬，且调速范围宽。另外，这种调速方法是用减小输入功率来减小输出功率的，所以具有比较好的经济性。

永磁直流伺服电动机的调速方法67主要内容3直流伺服电机速度控制单元的调速控制方式调速的概念有两个方面的含义:1)改变电机转速：当指令速度变化时,电机的速度随之变化,并希望以最快的加减速达到新的指令速度值；2)当指令速度不变化时,电机的速度保持稳定不变。68主要内容为调节电机转速和方向，需对直流电压的大小和方向进行控制，如何控制？直流伺服电机速度控制单元的作用：将转速指令信号转换成电枢的电压值，达到速度调节的目的。直流电机速度控制单元常采用的调速方法：晶闸管（可控硅）调速系统

晶体管脉宽调制（PWM）调速系统。

691）晶闸管调速系统利用晶闸管的单向导电可控性，输出可控制的电压；利用可控硅整流器提供直流电源；通过改变晶闸管触发角，改变外加电压，从而达到调速的目的。702）PWM调速控制系统利用大功率晶体管的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，加到直流电动机的电枢上；通过调整控制方波脉冲宽度来改变电枢的平均电压，从而调节电机的转速。控制电路简单，不需附加关断电路，开关特性好。广泛应用中、小功率直流伺服系统。周期不变脉宽脉宽脉宽脉宽平均直流电压Uωt周期不变71速度调节器电流调节器脉宽调制基极驱动主回路整流u-++振荡器电流反馈-UsrTGUsf++-+MTGUsfPWM调速系统的组成：由控制电路、主回路及功率整流电路三部分组成。其中控制电路由速度调节器、电流调节器和脉宽调制器（包括固定频率振荡器、脉宽调制及基极驱动电路）组成。724.永磁直流伺服电机的工作特性对于永磁直流伺服电动机，由于其伺服系统的要求，已经不能简单地用电压、电流、转数等参数描述其性能，而需要用一些特性曲线对其性能做全面描述。转矩—速度特性曲线从图中可以得出，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。瞬时换向极限线转速极限线转矩极限线换向极限线温度极限线ⅡⅢⅠ05001000150020004000600080001000012000T/(N∙cm)n/(r/min)73Ⅰ区域为连续工作区,在该区域中，转矩和转速的任意组合都可长期连续工作。Ⅱ区域为断续工作区，在该区域内，电动机只能根据负载周期曲线所决定的允许工作时间tR

和断电时间tF

作间歇工作。Ⅲ区域为加速和减速区域，在该区域内，电动机只能用于加速或减速，工作一段极短的时间。瞬时换向极限线转速极限线转矩极限线换向极限线温度极限线ⅡⅢⅠ05001000150020004000600080001000012000T/(N∙cm)n/(r/min)74

负载周期曲线表示在满足机械所需转矩而又确保电动机不过热，允许电动机的工作时间.

图中各条曲线为不同的过载倍数(=负载转矩／连续额定转矩)曲线。

横坐标为工作时间tR(min)，纵坐标d为过载周期比。

75选用直流伺服电动机的原则：(1)当机床在无切削运行时，在整个速度范围内，其负载转矩应在电动机连续额定转矩范围以内。(2)最大切削转矩的倍数设定(工作载荷百分比和工作时间)应在电动机的载荷特性所规定的范围内。瞬时换向极限线转速极限线转矩极限线换向极限线温度极限线ⅡⅢⅠ05001000150020004000600080001000012000T/(N∙cm)n/(r/min)(3)在加减速时，应当工作在加减速工作区内。在加减速时，惯性转矩的大小取决于加速度的大小和负载惯量的大小，而加速度的大小又取决于希望的加速时间。(4)负载惯量对电动机灵敏度和快速移动时间有很大影响，负载惯量通常不大于电动机转子惯量的三倍。76774.1概述4.2步进电动机及其控制原理4.3直流伺服电动机及其控制原理4.4交流伺服电动机及其控制原理77一、交流伺服电动机概述直流伺服电动机具有优良的调速性能，但直流伺服电动机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；直流伺服电动机结构复杂、制造困难，成本高。

自20世纪80年代中期以来，以交流伺服电动机作为驱动元件的交流伺服系统得到迅速发展，有逐渐代替直流伺服电机的趋势。78交流伺服电机分类

数控机床进给伺服系统中多采用永磁同步交流伺服电动机，主轴伺服电机多采用异步交流电机。按电机的结构形式分异步型：同步型：永磁式和励磁式按机床运动的类型分主轴伺服电机进给伺服电机

主轴伺服电机和进给伺服电机的功率扭矩特性不同，进给伺服电机通常为恒扭输出，而主轴电机通常为恒功率输出。MPMPOnnjnminnmax

主运动的功率扭矩特性79VSVS脉冲编码器转子定子接线盒定子三相绕组1．永磁式交流同步电机结构：电机由定子、转子和检测元件组成80主要内容7.4交流伺服电机及其速度控制系统812.交流伺服电机的特点2)永磁同步交流伺服电动机的特点：体积小，效率高，运行可靠。调速方便、机械特性好。调速范围宽。建模难度大、控制算法复杂。1)异步交流伺服电机的特点：重量轻，价格便宜。转速随负载变化较大，低速时运动平稳性较差静止时自锁转矩小。823.永磁同步交流伺服电机的结构永磁伺服电机轴剖面示意图1—定子；2—永磁体；3—通风孔；4—转子轴组成：定子、转子和检测元件。83数字控制及装备技术研究所

InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology数字控制及装备技术研究所

InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology定子：定子由硅钢片叠压而成，具有齿槽，内有三相绕组，形状与普通交流电动机的定子相同，但其外形多呈多边形，且无外壳，利于散热。84转子：转子由多块永久磁铁和冲片组成。这种结构的优点是气隙磁密较高，极数较多。85检测元件：

早期的永磁同步交流伺服电机中，由测速发电机来实现速度反馈，编码器用来反馈转子永磁体磁场矢量的方向和位置，多采样绝对式编码器。

现代永磁同步电机采用全数字控制，速度反馈有位置对时间微分来实现，省掉了测速发电机，并开始采用增量式编码器作为位置反馈元件，绝对式编码器基本采用高速串行通信方式，大大提高了可靠性。864.交流伺服电机的工作方式扭矩控制方式；速度控制方式；位置控制方式。模拟量输入；数字输入（选择8-16种内部速度）；串行通信。脉冲输入；串行通信。Dir+clkAB相正交脉冲。模拟量输入；871）闭环速度控制/扭矩工作方式交流伺服驱动器速度控制电流控制位置控制d/dtCNC位置反馈位置控制伺服电机工作台模拟电压882）脉冲位置控制工作方式交流伺服驱动器速度控制电流控制位置控制d/dtCNC位置控制伺服电机工作台

有些交流伺服驱动器具有光栅反馈接口，可实现从伺服驱动器到工作台的全闭环控制，而CNC到伺服驱动器则采用开环控制。89交流伺服电机步进电机扭矩、功率大小位置分辨率高（1/262144）低（1/480）电子齿轮有无低速性能好振荡价格贵便宜启动、工作频率高低运动特性滞留脉冲丢步交流伺服电机脉冲位置控制工作方式与步进电机的比较90二、永磁同步交流伺服电动机的工作原理定子三相绕组接上交流电源后，就会产生一个旋转磁场，以转速n旋转。定子旋转磁场与转子的永久磁铁磁极互相吸引，并带着转子一起旋转。使转子也以同步转速ns旋转。当转子加上负载转矩之后，将造成定子磁场轴线与转子磁极轴线不重合，其夹角为θ。若负载发生变化，θ角也跟着变化，但只要不超过一定的限度，转子始终跟着定子的旋转磁场以恒定的同步转速ns旋转。转子转速为

ns＝60f/p(r/min)式中f—电源的频率

p—磁极对数nSNns

nr

θ

S91永磁同步交流伺服电动机工作特性曲线：即转矩—速度特性曲线T/Ncmn(r/min)特点：（与永磁直流伺服电动机相比）

Ⅰ为连续工作区

Ⅱ为断续工作区机械特性更硬，其直线更接近水平线。断续工作区的范围更大。92三、交流伺服电机调速原理据电机学知，交流电机的转速表达式为：式中 f—定子电源频率（Hz）；

p—磁极对数；

s—转差率（异步s≠0；同步s=0）。交流伺服电机变频调速的关键：获得调频调压的交流电流931.同步交流伺服电动机的变频调速调速原理

根据永磁同步交流伺服电动机转子转速公式

n＝ns＝60f/p(r/min)

可以通过改变电动机电源频率f来调节电动机的转速。

此法可以实现无级调速，能够较好地满足数控机床的要求。变频调速的关键是设计能为电动机提供变频电源的变频器。交—交变频器直接将固定频率的交流电变换为另一种频率的交流电。

交—直—交变频器先将电网交流电通过整流变为直流，再经过电容或电感或电容、电感组合电路滤波后供给逆变器。逆变器输出的是电压和频率可调的交流电。94交—