西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8规格说明
交流伺服定子的构造基本上与分相式单相相似，如图所示。其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组rf，它始终接在交流电压uf上；另一个是控制绕组l，联接控制信号电压uc。交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。
目前应用较多的转子结构有两种形式：
一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子，如图所示。
交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位时，伺服电动机将反转。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机相似，但前者的转子电阻比后者得多，伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：
一、起动转矩大
由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率s0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，具有较大的起动转矩。当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。
二、运行范围较宽
如图所示，较差率s在0到1的范围内伺服电动机都能稳定运转。
较差率
三、无自转现象
正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（t1－s1、t2－s2曲线）以及合成转矩特性（t－s曲线）如图所示，与普通的单相异步电动机的转矩特性（图中t′－s曲线）不同。这时的合成转矩t是制动转矩，从而使电动机迅速停止运转。
转矩特性曲线
图是伺服电动机单相运行时的机械特性曲线。负载一定时，控制电压uc愈高，转速也愈高，在控制电压一定时，负载增加，转速下降。
从传递函数的角度来看，位置控制器相当于一个比例环节，其比例系数是kp。
位置控制器输出是数字量，必须经过d/a转换之后才能控制调速单元，d/a转换也相当于一个比例环节，其比例系数是ka。
从位置环的角度来看，调速单元可以等效为一惯性环节kv(tvs+1)，式中，tv为惯性时间常数；kv为调速单元的放大倍数。调速单元输出的量是速度量，这一速度量经过积分环节1／s后成为角位移量。
位置量检测环节是指位置(光电编码器、旋转变压器等)和后置处理电路。这个环节也可以看作是一个比例环节，比例系数是kj。
相位比较的进给伺服系统
采用相位比较法实现位置闭环控制的伺服系统，是高性能中所使用的一种伺服系统。
相位伺服系统的核心问题是，如何把位置检测转换为相应的相位检测，并通过相位比较实现对驱动执行元件的速度控制。
幅值比较的进给伺服系统
幅值比较伺服系统是以位置检测信号的幅值大小来反映机械位移的数值，并以此作为位置反馈信号与指令信号进行比较构成的闭环控制系统。该系统的特点之一是，所用的位置检测元件应工作在幅值工作方式。感应同步器和旋转变压器都可以用于幅值伺服系统。幅值伺服系统实现闭环控制的过程与相位伺服系统有许多相似之处。
数据采样式进给伺服系统
步进的驱动电路实际上是一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动能力。由于功率放大器的输出直接驱动电动机绕组，功率放大电路的性能对步进电动机的运行性能影响很大。对驱动电路要求的核心问题则是如何提高步进电动机的快速性和平稳性。目前，国内经济型步进电动机驱动电路主要有以下几种:
1.单电压限流型驱动电路
图所示是步进电动机一相的驱动电路，l是电动机绕组，晶体管vt可以认为是一个无触点开关，它的理想工作状态应使电流流过绕组l的波形尽可能接近矩形波。由于电感线圈中的电流指数规律上升，其时间常数，须经过的时间后才能达到稳态电流。由于步进电动机绕组本身的电阻很小，时间常数很大，从而严重影响电动机的启动频率。为了减小时间常数，在励磁绕组中串以电阻r，这样时间常数就大大减小，缩短了绕组中电流上升的过度过程，从而提高了工作速度。在电阻r两端并联c，是由于电容上的电压不能突变，在绕组由截止到导通的瞬间，电压全部降落在绕组上，使电流上升更快，电容c又称为加速电容。
v在晶体管vt截止时起续流和保护作用，以防止晶体管截止瞬间绕组产生的反电势造成管子击穿，串联电阻rd使电流下降更快，从而使绕组电流波形后沿变陡。
这种电路的缺点是r上有功率消耗。为了提高快速性，需加大r的阻值，随着阻值的加大，电源电压也势必提高，功率消耗也加大，正因为这样，单电压限流型驱动电路的使用受到了限制。
2.高低压切换型驱动电路
优点：功耗小，启动力矩大，突跳频率和工作频率高。
缺点：大功率管的数量要多用一倍，增加了驱动电源。
高低压切换型驱动电路的后一级如图(a)所示，相应的电压电流波形图如图(b)所示。这种电路中采用高压和低压两种电压供电，一般高压大于60v，低压为5~20v。v1在vt1和vt2都截止时通过电源和v2为电机绕组提供放电回路。在t1-t2时间内。vt1和vt2均饱和导通，＋80v的高压电源经过vt1和vt2管加到步进电动机的绕组上，使其电流迅速上升，当时间到达t2时，或电流上升到某一数值时，ub2变为低电平，vt2截止，电动机绕组的电流由+12v电源经过vt1管来维持，此时，电流下降到电动机的额定电流，直到t3时ub1也为低电平，vt1管截止，电动机绕组电流下降到0。一般电压ub1由脉冲分配经过几级放大获得，电压ub2由单稳定时或定流装置再经脉冲变压器获得。
3.pwm 型驱动电路
恒频脉宽调制功放电路基本上是把斩波恒流和斩波平滑功放电路的特点集于一身，功能更好。
v1是20khz的方波，它作为各相d触发器的时钟信号cp，以保证各相以同样的频率进行斩波。
v2是步进控制信号。
vref是比较器op的正输入端信号，它用于确定电机绕组电流il 的稳定值。
恒频脉宽调制功率放大电路不但有较好高频特性，有效地减少了的噪声，还降低了功耗。体积也可以减少。由于斩波的频率较高，对功放管的要求也稍高。而这种电路的低频振荡也较高。
1. 交流伺服的分类和特点
与电磁式相比，永磁式的优点是结构简单，运行可靠，效率较高；与相比，由于采用永磁铁励磁，消除了励磁损耗及有关的杂散损耗，效率高。
2. 永磁交流伺服电动机的结构及工作原理
当定子三相绕组通上交流后，二极永磁转子就产生一个旋转磁场，该旋转磁场将以同步转速n旋转。根据磁场原理，转子将随同转动。
3. 永磁交流伺服电动机的性能
连续工作区中，速度和转速任何组合都可以连续工作。
1. 步进
定义：又称电脉冲马达，它是一种将电脉冲信号变换成相应角位移或线位移的电磁装置。
2、特点：转速可以在很宽的范围内调节；可以控制电动机的正转或反转；没有累积误差，结构简单，使用、维修方便，制造成本低。但效率较低，发热大。 适用于中、小型机床和速度精度要求不高的地方 。
3、分类：
（1）步进电动机按其输出转矩大小，可分为快速步进电动机与功率步进电动机；
（2）按其励磁相数可分为三相、四相、五相和六相等；
（3）按其工作原理可分为励磁式和反应式两大类。
4. 步进电动机的工作原理
步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电动机驱动器接收到一个脉冲信号（来自控制器），它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定的角度(称为步距角)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。以图3-1三应式步进电动机为例，说明步进电动机的工作原理。
1. 单三拍控制方式
当有一组绕组通电，如a相通电，则转子1、3两齿被磁极a吸引；a相断电，b相通电，则磁极a的磁场消失，磁极b产生磁场，又把离它近的2、4齿吸引过去，这样转子逆时针旋转了30°；轮到了b相断电，c相通电，根据同样的原理，转子又逆时针旋转30。这样按a→b→c→a→…的次序轮流通电，步进电机就按逆时针方向旋转。若按a→c→b→a→…的次序轮流通电，步进电机顺时针方向旋转。这种为单三拍控制方式。
2.双三拍控制方式
采用双相轮流通电的方式，即每次有两相绕组通电，而三次转换为一个循环，称为双三拍控制。
3.三相六拍控制方式
六拍是指6次转换为一个循环，在这种控制方式下，若通电次序为a→ab→b→bc→c→ca→a…，则步进电机逆时针旋转