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电气自动化控制技术研究

从电网吸收滞后的励磁电流。因而令电网功率因数变坏。这种鼠笼转子的异步型交流伺服

电动机简称为异步型交流伺服电动机，用 IM 表示。
2. 同步型
同步型交流伺服电动机虽较感应电动机复杂，但比直流电动机简单。它的定子与感应

电动机一样，都在定子上装有对称三相绕组。而转子却不同，按不同的转子结构又分电磁
式及非电磁式两大类。非电磁式又分为磁滞式、永磁式和反应式多种。其中磁滞式和反应
式同步电动机存在效率低、功率因数较差、制造容量不大等缺点。数控机床中多用永磁式

同步电动机。与电磁式相比，永磁式优点是结构简单、运行可靠、效率较高；缺点是体积
大、启动特性欠佳。但永磁式同步电动机采用高剩磁感应、高矫顽力的稀土类磁铁后，可
比直流电动外形尺寸小约 1/2，质量减轻 60%，转子惯量减到直流电动机的 1/5。它与异步

电动机相比，由于采用了永磁铁励磁，消除了励磁损耗及有关的杂散损耗，所以效率高。
又因为没有电磁式同步电动机所需的集电环和电刷等，其机械可靠性与感应（异步）电动

机相同，而功率因数却大大高于异步电动机，从而使永磁同步电动机的体积比异步电动机
小些。这是因为在低速时，感应（异步）电动机由于功率因数低，输出同样的有功功率时，
它的视在功率却要大得多，而电动机主要尺寸是据视在功率而定的。

（四）交流伺服电机和步进电机的对比
1. 精度不同

两相混合式步进电机步距角一般为 3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为
0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢
走丝机床的步进电机，其步距角为 0.09°；德国百格拉公司（BERGERLAHR）生产的三

相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为 1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、
0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角（如果采用步进
电机细分驱动器，还可以将其细分至更小，比如 1.8° /512 细分 =0.003515625°）。交流

伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，
对于带标准 2 500 线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量
为 360° /10000=0.036°。对于带 17 位编码器的电机而言，驱动器每接收 217=131 072 个

脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为 360° /131072=9.89 秒。是步距角为 1.8°的步进电机
的脉冲当量的 1/655。

2. 低频不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一
般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振

动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来
克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机

运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可
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