知识与能力目标
l 熟悉直流电动机及其应用。
l 熟悉交流电动机及其应用。
l 了解步进电动机及其应用。
l 了解伺服电动机及其应用。
直流电动机是利用定子和转子之间的电磁相互作用将输入的直流电能转换成机械能输出
速范围较宽。
（2）启动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下启动或要求 均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机 拖动。
在实际工程中依据应用的需要，很多直流电动机带有减速机构，将转速降到需要的速度 并提高转矩输出。图 246 所示为各种直流电动机的实物图。
图 246 各种直流电动机实物图
应用中直流电动机有 3 种调速方法，即调节励磁电流、调节电枢端电压和调节串入电枢 回路的电阻。调节电枢回路串联电阻的办法比较简便，但能耗较大。直流电动机的转向控制可 采用改变电枢电压极性或励磁电压极性来实现， 但两者不能同时改变， 否则直流电动机运转方 向不变。
直流电动机一般常用于低电压要求的电路中。例如电动自行车、计算机风扇、收录机电 动机等就是采用直流电动机作为动力的。 直流电动机由于具有良好的调速性能、 较大的启动转 矩和过载能力， 在许多工业部门， 特别是在启动和调速要求较高的生产机械中得到了广泛的应 用。例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车以及电缆设备要求严格线速度 一致的地方等很多都采用直流电动机作为原动机来拖动机械工作。
2.4.2 交流电动机认知及应用
交流电动机是利用定子和转子之间的电磁相互作用将输入的交流电能转换成机械能输出 的电动机。 交流电动机根据转子转速与旋转磁场之间的关系又可以分为异步电动机和同步电动 机。同时，根据电动机正常运行通电的相数又可以分为单相交流电动机和三相交流电动机。同 样，很多交流电动机也带有减速机构，将转速降到需要的速度并提高转矩输出。图 247 所示 为各种交流电动机的实物图。
图 247 各种交流电动机实物图
1°～15°，甚至更小，精度容易保证，启动和运行频率较高，但功耗较大，效率较低。 种电机的最高移动速度可达 1.5m/s，加速度可达 2g，定位精度可达 20 多微米。由两台直线式 步进电动机相互垂直组装就构成平面电动机。 给 x 方向和 y 方向两台电机以不同组合的控制电
机工作。 率分 50Hz、400Hz 等多种。
应用广泛， 如用在各种自动控
图 249 各种伺服电动机及驱动器实物图
交流伺服电动机也是无刷电动机，分为同步电动机和异步电动机，目前运动控制中一般 都用同步电动机，它的功率范围大，可以做到很大的功率，大惯量，最高转动速度低（且随着 功率增大而快速降低），适合应用于低速平稳运行的领域。
永磁同步交流伺服驱动器主要由伺服控制单元、功率驱动单元、通信接口单元、伺服电 动机及相应的反馈检测器件组成。伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控 制器等， 能实现多种控制运行方式。 交流伺服电动机的转动精度取决于电动机自带编码器的精 度（线数）。永磁同步交流伺服驱动器集先进的控制技术和控制策略于一体，使其非常适用于 高精度、高性能要求的伺服驱动领域，并体现出强大的智能化、柔性化，是传统的驱动系统所 不可比拟的。
当前，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型的交流伺服电动机，控制驱动器多采用 快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家有德国的西门子、美国的科尔摩根和日 本的松下及安川等公司。
交流伺服电动机具有控制精度高、矩频特性好、运行性能优良、响应速度快和过载能力 较强等优点， 在一些要求较高的自动化生产装备领域中应用比较普遍。 但由于伺服电动机成本 都比较高，所以在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适 当的控制电动机。