五、直流主軸電動機、交流主軸電動機、永磁直流伺服電動機、永磁同步交流伺服電動機的性能及速度控制方法
1、直流伺服電動機的優(yōu)點是具有優(yōu)良的調(diào)速性能。其缺點是電動機的電刷和換向器容易磨損，需要經(jīng)常維護;由于換向器換向時會產(chǎn)生火花而使轉(zhuǎn)速受到限制，也使應用環(huán)境受到限制;直流電動機結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，成本高。采用交流伺服電動機完全克服了直流伺服電動機固有的缺點，并且通過采取措施也可以獲得好的調(diào)速性能。
2、永磁直流伺服電動機和永磁同步交流伺服電動機的性能，由于其伺服系統(tǒng)的要求，需要用一些特性曲線和數(shù)據(jù)表加以全面描述。其中最重要的是電動機的工作曲線。在數(shù)據(jù)表中給出了有關(guān)電動機性能的一些參數(shù)值，是選購和使用電動機的不可少的參考資料。
3、直流主軸電動機為他勵直流電動機，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以：Te=CTφIa
由于電磁轉(zhuǎn)矩中的兩個可控量中 和 是互相獨立的，所以可以方便地分別進行調(diào)節(jié)。而且這種關(guān)系無論在靜態(tài)還是在動態(tài)都成立。這就保證了電動機的良好的靜、動態(tài)轉(zhuǎn)矩控制特性，從而得到優(yōu)良的調(diào)速性能。
直流主軸電動機在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍，在基本速度以上為恒功率范圍。因此采用雙域調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速，由轉(zhuǎn)子繞組控制回路和磁場控制回路兩部分組成。在轉(zhuǎn)子繞組控制回路中，通過改變轉(zhuǎn)子繞組電壓(即外加電壓)調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。在磁場控制回路中，通過改變勵磁電流 (即改變磁通 )調(diào)速，為恒功率調(diào)速，適于基本速度以上的恒功率范圍。
與直流主軸電動機相類似，交流主軸電動機也存在一個基本速度，在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，在基本速度以上為恒功率區(qū)域。恒功率的速度范圍只有1：3的速度比，當速度超過一定值后，功率一速度特性曲線會向下傾斜。
對于交流主軸電動機、氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流不是獨立變量，它們都是轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，無法分開進行獨立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比標量難控制得多。為了改善交流主軸電動機的控制.性能，常采用矢量控制調(diào)速方法。這種調(diào)速方法將被控變量從矢量轉(zhuǎn)換為標量，通過這種轉(zhuǎn)換，將交流電動機模擬成直流電動機來控制其轉(zhuǎn)矩，從而獲得高動態(tài)調(diào)速性能。
用于數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)中的永磁直流伺服電動機多采用改變外加電壓的調(diào)速方法。這是因為這種調(diào)速方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性、機械特性好、經(jīng)濟性能好等特點?，F(xiàn)代數(shù)控機床的直流進給伺服系統(tǒng)中多采用晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。所謂脈寬調(diào)制調(diào)速，就是利用脈寬調(diào)制器對大功率晶體管開關(guān)放大器的開關(guān)時間進行控制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某一頻率的矩形波電壓，加到直流電動機轉(zhuǎn)子繞組兩端，通過對矩形波脈沖寬度的控制，改變轉(zhuǎn)子繞組兩端的平均電壓，從而達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。
永磁同步交流伺服電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為：
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速; nr=ns=60f/P
可見，可以通過改變電動機電源頻率來調(diào)速。該方法可以實現(xiàn)無級調(diào)速，能夠較好地滿足數(shù)控機床的要求。為電動機供電的變頻電源采用交一直一交變頻器?？梢圆捎貌煌姆桨竵韺崿F(xiàn)永磁同步交流伺服電動機的調(diào)速控制，常見的有自同步控制變頻調(diào)速，電流控制調(diào)速和矢量控制調(diào)速等。
1、直流伺服電動機的優(yōu)點是具有優(yōu)良的調(diào)速性能。其缺點是電動機的電刷和換向器容易磨損，需要經(jīng)常維護;由于換向器換向時會產(chǎn)生火花而使轉(zhuǎn)速受到限制，也使應用環(huán)境受到限制;直流電動機結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，成本高。采用交流伺服電動機完全克服了直流伺服電動機固有的缺點，并且通過采取措施也可以獲得好的調(diào)速性能。
2、永磁直流伺服電動機和永磁同步交流伺服電動機的性能，由于其伺服系統(tǒng)的要求，需要用一些特性曲線和數(shù)據(jù)表加以全面描述。其中最重要的是電動機的工作曲線。在數(shù)據(jù)表中給出了有關(guān)電動機性能的一些參數(shù)值，是選購和使用電動機的不可少的參考資料。
3、直流主軸電動機為他勵直流電動機，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以：Te=CTφIa
由于電磁轉(zhuǎn)矩中的兩個可控量中 和 是互相獨立的，所以可以方便地分別進行調(diào)節(jié)。而且這種關(guān)系無論在靜態(tài)還是在動態(tài)都成立。這就保證了電動機的良好的靜、動態(tài)轉(zhuǎn)矩控制特性，從而得到優(yōu)良的調(diào)速性能。
直流主軸電動機在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍，在基本速度以上為恒功率范圍。因此采用雙域調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速，由轉(zhuǎn)子繞組控制回路和磁場控制回路兩部分組成。在轉(zhuǎn)子繞組控制回路中，通過改變轉(zhuǎn)子繞組電壓(即外加電壓)調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。在磁場控制回路中，通過改變勵磁電流 (即改變磁通 )調(diào)速，為恒功率調(diào)速，適于基本速度以上的恒功率范圍。
與直流主軸電動機相類似，交流主軸電動機也存在一個基本速度，在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，在基本速度以上為恒功率區(qū)域。恒功率的速度范圍只有1：3的速度比，當速度超過一定值后，功率一速度特性曲線會向下傾斜。
對于交流主軸電動機、氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流不是獨立變量，它們都是轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，無法分開進行獨立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比標量難控制得多。為了改善交流主軸電動機的控制.性能，常采用矢量控制調(diào)速方法。這種調(diào)速方法將被控變量從矢量轉(zhuǎn)換為標量，通過這種轉(zhuǎn)換，將交流電動機模擬成直流電動機來控制其轉(zhuǎn)矩，從而獲得高動態(tài)調(diào)速性能。
用于數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)中的永磁直流伺服電動機多采用改變外加電壓的調(diào)速方法。這是因為這種調(diào)速方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性、機械特性好、經(jīng)濟性能好等特點?，F(xiàn)代數(shù)控機床的直流進給伺服系統(tǒng)中多采用晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。所謂脈寬調(diào)制調(diào)速，就是利用脈寬調(diào)制器對大功率晶體管開關(guān)放大器的開關(guān)時間進行控制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某一頻率的矩形波電壓，加到直流電動機轉(zhuǎn)子繞組兩端，通過對矩形波脈沖寬度的控制，改變轉(zhuǎn)子繞組兩端的平均電壓，從而達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。
永磁同步交流伺服電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為：
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速; nr=ns=60f/P
可見，可以通過改變電動機電源頻率來調(diào)速。該方法可以實現(xiàn)無級調(diào)速，能夠較好地滿足數(shù)控機床的要求。為電動機供電的變頻電源采用交一直一交變頻器?？梢圆捎貌煌姆桨竵韺崿F(xiàn)永磁同步交流伺服電動機的調(diào)速控制，常見的有自同步控制變頻調(diào)速，電流控制調(diào)速和矢量控制調(diào)速等。