西門子數字量輸入6ES7521-7EH00-0AB0

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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，在控制系統中作為“執行機構”。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中，尤其是隨動系統。

　　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，步進電機可以和現代的數字控制技術相結合。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閉環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，能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移，所以一直被認為是的數控機床執行元件。

　除了在數控機床上的應用，步進電機也可以用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅動器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中。

　　此外，步進電機也存在許多缺陷;由于步進電機存在空載啟動頻率，所以步進電機可以低速正常運轉，但若高于一定速度時就無法啟動，并伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大，細分數越大精度越難控制;并且，步進電機低速轉動時有較大的振動和噪聲。

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、換向片數和串聯導體數，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。