西門子PLC模塊6ES7550-1AA00-0AB0

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控制電機

　　控制電機主要是應用在精確的轉速、位置控制上，在控制系統(tǒng)中作為“執(zhí)行機構”。可分成伺服電機、步進電機、力矩電機、開關磁阻電機、直流無刷電機等幾類。

　　1. 伺服電機

　　伺服電機廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中，能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量，拖動被控制元件，從而達到控制目的。一般地，伺服電機要求電機的轉速要受所加電壓信號的控制;轉速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化;轉矩能通過控制器輸出的電流進行控制;電機的反映要快、體積要小、控制功率要小。伺服電機主要應用在各種運動控制系統(tǒng)中，尤其是隨動系統(tǒng)。

　　伺服電機有直流和交流之分，最早的伺服電機是一般的直流電機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電機。當前隨著永磁同步電機技術的飛速發(fā)展，絕大部分的伺服電機是指交流永磁同步伺服電機或者直流無刷電機。

2. 步進電機

　　所謂步進電機就是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構;更通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機的角位移量，從而達到精確定位的目的;同時還可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。目前，比較常用的步進電機包括反應式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。

　　步進電機和普通電機的區(qū)別主要就在于其脈沖驅動的形式，正是這個特點，步進電機可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術相結合。但步進電機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電機;所以主要應用在精度要求不是特別高的場合。由于步進電機具有結構簡單、可靠性高和成本低的特點，所以步進電機廣泛應用在生產實踐的各個領域;尤其是在數(shù)控機床制造領域，由于步進電機不需要A/D轉換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉化成為角位移，所以一直被認為是的數(shù)控機床執(zhí)行元件。

3. 力矩電機

　　所謂的力矩電機是一種扁平型多極永磁直流電機。其電樞有較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導體數(shù)，以降低轉矩脈動和轉速脈動。力矩電機有直流力矩電機和交流力矩電機兩種。

　　其中，直流力矩電機的自感電抗很小，所以響應性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比，與轉子的速度和位置無關;它可以在接近堵轉狀態(tài)下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速，所以在負載的軸上能產生很高的力矩對慣性比，并能消除由于使用減速齒輪而產生的系統(tǒng)誤差。

　　交流力矩電機又可以分為同步和異步兩種，目前常用的是鼠籠型異步力矩電機，它具有低轉速和大力矩的特點。一般地，在紡織工業(yè)中經常使用交流力矩電機，其工作原理和結構和單相異步電機的相同，但是由于鼠籠型轉子的電阻較大，所以其機械特性較軟。

4. 開關磁阻電機

　　開關磁阻電機是一種新型調速電機，結構極其簡單且堅固，成本低，調速性能優(yōu)異，是傳統(tǒng)控制電機強有力競爭者，具有強大的市場潛力。 但目前也存在轉矩脈動、運行噪聲和振動大等問題，需要一定時間去優(yōu)化改良以適應實際的市場應用。

　　5. 無刷直流電機

　　無刷直流電機（BLDCM）是在有刷直流電機的基礎上發(fā)展來的，但它的驅動電流是不折不扣的交流;無刷直流電機又可以分為無刷速率電機和無刷力矩電機。一般地，無刷電機的驅動電流有兩種，一種是梯形波（一般是“方波”），另一種是正弦波。有時候把前一種叫直流無刷電機，后一種叫交流伺服電機，確切地講也是交流伺服電機的一種。

無刷直流電機為了減少轉動慣量，通常采用“細長”的結構。無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多，相應的轉動慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問題，致使無刷直流電機一般的容量都在100kW以下。

　　這種電機的機械特性和調節(jié)特性的線性度好，調速范圍廣，壽命長，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問題，所以這種電機在控制系統(tǒng)中有很大的應用潛力。