数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 磁和永磁合成)三种：按电枢结构分为有槽、无槽、印刷绕组、空心杯形等：按输出量 分为位置、速度、转矩（或力）三种控制系统：按运动模式分为增量式和连续式：按性能 特点及用途不同又有不同品种， 二、常用直流伺服电动及特点 永磁电机和他励电机适合于数控机床，而这类电机在实际应用中，习惯上按其性能 特点又有小惯量直流伺服电机和宽调速直流伺服电机之分。 1.小惯量直流伺服电机 顾名思义，小惯量直流伺服电机以电枢惯量小而得名，这类电机一般为永磁式，它 的电枢结构多为无槽、印刷绕组或空心杯形三种。 无槽电枢的电枢铁心上没有槽，为一光滑的由硅钢片叠成的圆柱体，电枢绕组为成 型的线圈元件组成，用环氧树脂和玻璃布带直接固定在铁心表面上。 印刷绕组电枢为多层薄片圆盘，以环氧树脂布胶板为基板，两侧胶合铜箔，用印刷 电路法制成双面电枢绕组，电刷直接作用在印刷绕组上。 空心杯形电枢是用漆包线编制成杯形，用环氧树脂将其固化成一整体，且无铁心以 减小电枢直径，并增强其刚性。 小惯量电机最大限度地减少了电枢的转动惯量，所以能获得最好的快速性，它的主 要特点有： (1)转动惯量小，约为普通直流电机的110左右： (2)有良好的换向性能，电机时间常数小，只有几个毫秒： (3)电气机械均衡性好，在低速时运转稳定而均匀，如转速低达10rmi血仍无爬行现 (4)过载能力强，最大扭矩可达额定值的10倍(1秒以内)。 2.宽调速直流伺服电机 小惯量电机是以减小电机电枢转动惯量来改善其工作特性，但由于电机的转动惯量 小，机床惯量大，须经过齿轮传动，而且电刷易磨损，使用效果并不十分理想。而宽调 速电机则是通过提高转矩来改善其性能，且具有过载能力强、调速范围宽、可与机床进 给丝杠直接连接等优点，故在闭环伺服系统中得到较为广泛的应用。 宽调速电机按励磁方法不同可分为励磁式和永磁式两种。励磁式的特点是励磁大小 易于调整，便于设置补偿绕组和换向器，所以电机换向性能好，成本低，能在较宽的速 度范围内得到恒转矩特性，但温升高。永磁式一般无换向极和补偿绕组，换向性能受到 一定限制，但因不需要励磁功率，因而效率高且低速时输出转矩大，温升低，尺寸小。 两者相比，后者在数控机床中的应用较多，所以一般讲永磁直流伺服电机亦指永磁式宽 调速直流伺服电机。宽调速直流伺服电机主要特点如下： ()转矩大，低速性能好，转动惯量也大。可以和机床进给丝杠直接连接，省去了 齿轮传动机构，从而避免了由于齿轮间隙所产生的噪声、振动及齿隙误差，提高工作精 度。 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 3 磁和永磁合成)三种；按电枢结构分为有槽、无槽、印刷绕组、空心杯形等；按输出量 分为位置、速度、转矩(或力)三种控制系统；按运动模式分为增量式和连续式；按性能 特点及用途不同又有不同品种。 二、常用直流伺服电动及特点 永磁电机和他励电机适合于数控机床，而这类电机在实际应用中，习惯上按其性能 特点又有小惯量直流伺服电机和宽调速直流伺服电机之分。 1．小惯量直流伺服电机 顾名思义，小惯量直流伺服电机以电枢惯量小而得名，这类电机一般为永磁式，它 的电枢结构多为无槽、印刷绕组或空心杯形三种。 无槽电枢的电枢铁心上没有槽，为一光滑的由硅钢片叠成的圆柱体，电枢绕组为成 型的线圈元件组成，用环氧树脂和玻璃布带直接固定在铁心表面上。 印刷绕组电枢为多层薄片圆盘，以环氧树脂布胶板为基板，两侧胶合铜箔，用印刷 电路法制成双面电枢绕组，电刷直接作用在印刷绕组上。 空心杯形电枢是用漆包线编制成杯形，用环氧树脂将其固化成一整体，且无铁心以 减小电枢直径，并增强其刚性。 小惯量电机最大限度地减少了电枢的转动惯量，所以能获得最好的快速性，它的主 要特点有： (1) 转动惯量小，约为普通直流电机的 1/10 左右； (2) 有良好的换向性能，电机时间常数小，只有几个毫秒； (3) 电气机械均衡性好，在低速时运转稳定而均匀，如转速低达 10r/min 仍无爬行现 象； (4) 过载能力强，最大扭矩可达额定值的 10 倍（1 秒以内）。 2．宽调速直流伺服电机 小惯量电机是以减小电机电枢转动惯量来改善其工作特性，但由于电机的转动惯量 小，机床惯量大，须经过齿轮传动，而且电刷易磨损，使用效果并不十分理想。而宽调 速电机则是通过提高转矩来改善其性能，且具有过载能力强、调速范围宽、可与机床进 给丝杠直接连接等优点，故在闭环伺服系统中得到较为广泛的应用。 宽调速电机按励磁方法不同可分为励磁式和永磁式两种。励磁式的特点是励磁大小 易于调整，便于设置补偿绕组和换向器，所以电机换向性能好，成本低，能在较宽的速 度范围内得到恒转矩特性，但温升高。永磁式一般无换向极和补偿绕组，换向性能受到 一定限制，但因不需要励磁功率，因而效率高且低速时输出转矩大，温升低，尺寸小。 两者相比，后者在数控机床中的应用较多，所以一般讲永磁直流伺服电机亦指永磁式宽 调速直流伺服电机。宽调速直流伺服电机主要特点如下： (1) 转矩大，低速性能好，转动惯量也大。可以和机床进给丝杠直接连接，省去了 齿轮传动机构，从而避免了由于齿轮间隙所产生的噪声、振动及齿隙误差，提高工作精 度