三、直流伺服電動(dòng)機(jī)及其速度控制
以直流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件的伺服系統(tǒng)即為直流伺服系統(tǒng)。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能，尤其是他勵(lì)（永磁）直流伺服電動(dòng)機(jī)，其機(jī)械特性比較硬，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的增加降幅很小，可以看成是一種恒速電動(dòng)機(jī)。
（一）直流伺服電動(dòng)機(jī)
1.直流主軸電動(dòng)機(jī)。直流主軸電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普遍直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同。
不同點(diǎn)：在主磁極上有補(bǔ)償繞組；采用軸向強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻或熱管冷卻；尾部有測(cè)速反饋元件（主要是測(cè)速發(fā)電機(jī)）。
在基本速度nj以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍，在基本速度nj以上為恒功率范圍。通常恒轉(zhuǎn)矩速度范圍與恒功率速度范圍之比為1:2。
【提示】直流主軸電動(dòng)機(jī)一般能承受150%的過載載荷，過載時(shí)間隨生產(chǎn)廠家而已，1~30min不等。
2.進(jìn)給直流伺服電動(dòng)機(jī)。
多采用永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)本體和檢測(cè)部件組成。電動(dòng)機(jī)本體主要由機(jī)殼、定子磁極和轉(zhuǎn)子三部分組成。永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的定子磁極是一個(gè)永磁體，不需要?jiǎng)?lì)磁功率。在同樣的輸出功率時(shí)體積和重量較小。反饋用的檢測(cè)部件（測(cè)速發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器及脈沖編碼器）同軸安裝在電動(dòng)機(jī)的尾部（非軸伸出端）。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子分為小慣量型和普通型兩類。
小慣量型轉(zhuǎn)子又可分無槽轉(zhuǎn)子、空心杯形轉(zhuǎn)子和印刷繞組轉(zhuǎn)子。
優(yōu)點(diǎn)：是轉(zhuǎn)子慣量小，適合于快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)。
缺點(diǎn)：過載能力低；當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一些措施。
普通型轉(zhuǎn)子永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)具有以下一些特點(diǎn)：
（1）低速時(shí)輸出的轉(zhuǎn)矩大，慣量比較大，能與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連，省去齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而有利于減小機(jī)械振動(dòng)和噪聲，以及齒隙誤差。
（2）轉(zhuǎn)子的熱容量大，電動(dòng)機(jī)的過載性能好，一般能加倍過載幾十分鐘。
（3）調(diào)速范圍寬，當(dāng)與高性能速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時(shí)，調(diào)速范圍可達(dá)1:1000以上。
（4）轉(zhuǎn)子慣量比較大，為了滿足快速響應(yīng)的要求，需要加大電源容量。
（5）轉(zhuǎn)子溫升高（電動(dòng)機(jī)允許溫升可達(dá)1500 C～1800 C）可通過轉(zhuǎn)軸傳到機(jī)械上去，這會(huì)影響精密機(jī)械的精度。
伺服電動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域被溫度極限線、轉(zhuǎn)速極限線、換向極限線、轉(zhuǎn)矩極限線以及瞬時(shí)換向極限線劃分成三個(gè)區(qū)域：
Ⅰ 區(qū)為連續(xù)工作區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的任意組合都可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。
Ⅱ 區(qū)為斷續(xù)工作區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)電動(dòng)機(jī)只能按允許的工作時(shí)間和斷電時(shí)間歇工作。
Ⅲ 區(qū)為加速和減速區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)電動(dòng)機(jī)只能作加速或減速，工作極短的時(shí)間。
選擇進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，一定要滿足以下條件：
1.機(jī)床空載運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在特性曲線的連續(xù)工作區(qū)；
2.加減速過程應(yīng)在加減速區(qū)；
3.頻繁起動(dòng)、制動(dòng)以及周期變化的負(fù)載，必須檢查一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)矩的均方根值，并應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩；
4.負(fù)載轉(zhuǎn)矩、加載周期以及過載時(shí)間都應(yīng)在特性曲線允許的范圍以內(nèi)。
【拓展】均方根值的計(jì)算方法是先平方、再平均、然后開方。
【例題·單選題】（2007）與普通型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)（ ）。
A.能與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連
B.過載能力不高
C.轉(zhuǎn)子熱容量大
D.通過加大電源容量可以得到較好的快速響應(yīng)特性
『正確答案』B
『答案解析』小慣量型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量小，適合于快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)；過載能力低；當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一些措施。
【例題·單選題】（2009）與普通型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)（?。?。
A.轉(zhuǎn)軸可與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連
B.低速輸出轉(zhuǎn)矩大
C.過載能力較低
D.快速響應(yīng)特性較差
『正確答案』C
『答案解析』小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是慣量小，適合快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)。但其過載能力低，當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)機(jī)軸與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一定的措施。
（二）直流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制方法
1.直流主軸電動(dòng)機(jī)的速度控制方法
他勵(lì)式直流主軸電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為
其中，勵(lì)磁磁通Φ和轉(zhuǎn)子回路電流Ia是相互獨(dú)立的，可以分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而得到良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩控制特性。
直流主軸電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)為雙域調(diào)速系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)子繞組控制回路和磁場(chǎng)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，適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。
在磁場(chǎng)控制回路中，通過改變勵(lì)磁電流If （即改變磁通φ）調(diào)速，為恒功率調(diào)速，適于基本速度以上的恒功率范圍?！?BR> 2.永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制。
用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)多采用改變外加電壓的調(diào)速方法。這種調(diào)速方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性、機(jī)械特性好、經(jīng)濟(jì)性能好等特點(diǎn)。
常采用的調(diào)速系統(tǒng)有兩種，即晶閘管調(diào)速系統(tǒng)和晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。
（二）交流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制方法
1.交流主軸電動(dòng)機(jī)的速度控制
廣泛采用矢量控制調(diào)速。
對(duì)于交流主軸電動(dòng)機(jī)而言，氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流不是獨(dú)立變量，它們都是轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，無法分開進(jìn)行獨(dú)立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比標(biāo)量難控制得多。將交流矢量轉(zhuǎn)換成標(biāo)量，從而將交流電動(dòng)機(jī)模擬成直流電動(dòng)機(jī)來控制它的轉(zhuǎn)矩，稱為交流矢量的直流標(biāo)量化。
【拓展】矢量又有數(shù)值又有方向，如速度，加速度等；標(biāo)量只有數(shù)值沒有方向，如質(zhì)量。
2.永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制
由同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式可知，可以通過改變電源頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的要求。改變頻率可以采用交—直—交變頻器或交—交變頻器。
【鏈接】在第三章的直流電動(dòng)機(jī)中，改變電源頻率還有“變頻機(jī)組”，這種方式運(yùn)用很少。
【例題·單選題】（2008）交流主軸電動(dòng)機(jī)是經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。它的（）仍與普通鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的相同。
A.定子鐵芯結(jié)構(gòu) B.外形
C.定子繞組構(gòu)造形式 D.外殼
『正確答案』C
『答案解析』交流主軸電動(dòng)機(jī)定子鐵芯有軸向通風(fēng)孔，便于電動(dòng)機(jī)冷卻；它沒有外殼，定子鐵芯直接暴露在空氣中。
【例題·綜合題】（2008）問題：
1.試述數(shù)控機(jī)床CNC裝置的組成及其作用。
2.試述數(shù)控機(jī)床主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與進(jìn)給伺服系統(tǒng)的功能。
3.試在加工異形復(fù)雜零件的能力；改變加工對(duì)象的柔性程度；加工零件質(zhì)量和加工精度；加工效率；設(shè)備利用率；產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)與CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）連接功能；前期投資；對(duì)操作人員素質(zhì)的要求；對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)調(diào)度的要求；運(yùn)行費(fèi)；維修技術(shù)與維修費(fèi)；對(duì)不合格品再加工（即回用）的費(fèi)用等方面對(duì)數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床做出比較。
『正確答案』1.CNC裝置由計(jì)算機(jī)（包括硬件和軟件）、可編程序控制器（PLC）和接口電路組成。其功能是根據(jù)輸入的零件加工程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)，完成數(shù)值計(jì)算和邏輯判斷，進(jìn)行輸入、輸出控制。
2.主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于控制機(jī)床的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和切屑過程中的轉(zhuǎn)矩和功率；進(jìn)給伺服系統(tǒng)用于控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
3.
序號(hào)
項(xiàng)目
數(shù)控機(jī)床
普通機(jī)床
1
加工異型復(fù)雜零件的能力
強(qiáng)
弱
2
改變加工對(duì)象的柔性程度
高
低
3
加工零件質(zhì)量和加工精度
高
低
4
加工效率
高
低
5
設(shè)備利用率
高
低
6
產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)與CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）連接功能
高
低
7
前期投資
高
低
8
對(duì)操作人員素質(zhì)的要求
高
低
9
對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)調(diào)度的要求
高
低
10
運(yùn)行費(fèi)
低
高
11
維修技術(shù)與維修費(fèi)
高
低
12
對(duì)不合格產(chǎn)品再加工（即回用）的費(fèi)用
低
高
以直流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件的伺服系統(tǒng)即為直流伺服系統(tǒng)。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能，尤其是他勵(lì)（永磁）直流伺服電動(dòng)機(jī)，其機(jī)械特性比較硬，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的增加降幅很小，可以看成是一種恒速電動(dòng)機(jī)。
（一）直流伺服電動(dòng)機(jī)
1.直流主軸電動(dòng)機(jī)。直流主軸電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普遍直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同。
不同點(diǎn)：在主磁極上有補(bǔ)償繞組；采用軸向強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻或熱管冷卻；尾部有測(cè)速反饋元件（主要是測(cè)速發(fā)電機(jī)）。
在基本速度nj以下為恒轉(zhuǎn)矩范圍，在基本速度nj以上為恒功率范圍。通常恒轉(zhuǎn)矩速度范圍與恒功率速度范圍之比為1:2。
【提示】直流主軸電動(dòng)機(jī)一般能承受150%的過載載荷，過載時(shí)間隨生產(chǎn)廠家而已，1~30min不等。
2.進(jìn)給直流伺服電動(dòng)機(jī)。
多采用永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)本體和檢測(cè)部件組成。電動(dòng)機(jī)本體主要由機(jī)殼、定子磁極和轉(zhuǎn)子三部分組成。永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的定子磁極是一個(gè)永磁體，不需要?jiǎng)?lì)磁功率。在同樣的輸出功率時(shí)體積和重量較小。反饋用的檢測(cè)部件（測(cè)速發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器及脈沖編碼器）同軸安裝在電動(dòng)機(jī)的尾部（非軸伸出端）。
永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子分為小慣量型和普通型兩類。
小慣量型轉(zhuǎn)子又可分無槽轉(zhuǎn)子、空心杯形轉(zhuǎn)子和印刷繞組轉(zhuǎn)子。
優(yōu)點(diǎn)：是轉(zhuǎn)子慣量小，適合于快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)。
缺點(diǎn)：過載能力低；當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一些措施。
普通型轉(zhuǎn)子永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)具有以下一些特點(diǎn)：
（1）低速時(shí)輸出的轉(zhuǎn)矩大，慣量比較大，能與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連，省去齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而有利于減小機(jī)械振動(dòng)和噪聲，以及齒隙誤差。
（2）轉(zhuǎn)子的熱容量大，電動(dòng)機(jī)的過載性能好，一般能加倍過載幾十分鐘。
（3）調(diào)速范圍寬，當(dāng)與高性能速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時(shí)，調(diào)速范圍可達(dá)1:1000以上。
（4）轉(zhuǎn)子慣量比較大，為了滿足快速響應(yīng)的要求，需要加大電源容量。
（5）轉(zhuǎn)子溫升高（電動(dòng)機(jī)允許溫升可達(dá)1500 C～1800 C）可通過轉(zhuǎn)軸傳到機(jī)械上去，這會(huì)影響精密機(jī)械的精度。
伺服電動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域被溫度極限線、轉(zhuǎn)速極限線、換向極限線、轉(zhuǎn)矩極限線以及瞬時(shí)換向極限線劃分成三個(gè)區(qū)域：
Ⅰ 區(qū)為連續(xù)工作區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的任意組合都可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。
Ⅱ 區(qū)為斷續(xù)工作區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)電動(dòng)機(jī)只能按允許的工作時(shí)間和斷電時(shí)間歇工作。
Ⅲ 區(qū)為加速和減速區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)電動(dòng)機(jī)只能作加速或減速，工作極短的時(shí)間。
選擇進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，一定要滿足以下條件：
1.機(jī)床空載運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在特性曲線的連續(xù)工作區(qū)；
2.加減速過程應(yīng)在加減速區(qū)；
3.頻繁起動(dòng)、制動(dòng)以及周期變化的負(fù)載，必須檢查一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)矩的均方根值，并應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩；
4.負(fù)載轉(zhuǎn)矩、加載周期以及過載時(shí)間都應(yīng)在特性曲線允許的范圍以內(nèi)。
【拓展】均方根值的計(jì)算方法是先平方、再平均、然后開方。
【例題·單選題】（2007）與普通型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)（ ）。
A.能與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連
B.過載能力不高
C.轉(zhuǎn)子熱容量大
D.通過加大電源容量可以得到較好的快速響應(yīng)特性
『正確答案』B
『答案解析』小慣量型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量小，適合于快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)；過載能力低；當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一些措施。
【例題·單選題】（2009）與普通型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)（?。?。
A.轉(zhuǎn)軸可與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接相連
B.低速輸出轉(zhuǎn)矩大
C.過載能力較低
D.快速響應(yīng)特性較差
『正確答案』C
『答案解析』小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是慣量小，適合快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)。但其過載能力低，當(dāng)用于數(shù)控機(jī)床等進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)子慣量與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)匹配較差，電動(dòng)機(jī)機(jī)軸與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不能直接相連，必須采取一定的措施。
（二）直流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制方法
1.直流主軸電動(dòng)機(jī)的速度控制方法
他勵(lì)式直流主軸電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為
其中，勵(lì)磁磁通Φ和轉(zhuǎn)子回路電流Ia是相互獨(dú)立的，可以分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而得到良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩控制特性。
直流主軸電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)為雙域調(diào)速系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)子繞組控制回路和磁場(chǎng)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，適于基本速度以下的恒轉(zhuǎn)矩范圍。
在磁場(chǎng)控制回路中，通過改變勵(lì)磁電流If （即改變磁通φ）調(diào)速，為恒功率調(diào)速，適于基本速度以上的恒功率范圍?！?BR> 2.永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制。
用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)多采用改變外加電壓的調(diào)速方法。這種調(diào)速方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性、機(jī)械特性好、經(jīng)濟(jì)性能好等特點(diǎn)。
常采用的調(diào)速系統(tǒng)有兩種，即晶閘管調(diào)速系統(tǒng)和晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)。
（二）交流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制方法
1.交流主軸電動(dòng)機(jī)的速度控制
廣泛采用矢量控制調(diào)速。
對(duì)于交流主軸電動(dòng)機(jī)而言，氣隙磁通和轉(zhuǎn)子電流不是獨(dú)立變量，它們都是轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，無法分開進(jìn)行獨(dú)立控制。另外，被控量是既有大小又有相位的矢量，比標(biāo)量難控制得多。將交流矢量轉(zhuǎn)換成標(biāo)量，從而將交流電動(dòng)機(jī)模擬成直流電動(dòng)機(jī)來控制它的轉(zhuǎn)矩，稱為交流矢量的直流標(biāo)量化。
【拓展】矢量又有數(shù)值又有方向，如速度，加速度等；標(biāo)量只有數(shù)值沒有方向，如質(zhì)量。
2.永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制
由同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式可知，可以通過改變電源頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的要求。改變頻率可以采用交—直—交變頻器或交—交變頻器。
【鏈接】在第三章的直流電動(dòng)機(jī)中，改變電源頻率還有“變頻機(jī)組”，這種方式運(yùn)用很少。
【例題·單選題】（2008）交流主軸電動(dòng)機(jī)是經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。它的（）仍與普通鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的相同。
A.定子鐵芯結(jié)構(gòu) B.外形
C.定子繞組構(gòu)造形式 D.外殼
『正確答案』C
『答案解析』交流主軸電動(dòng)機(jī)定子鐵芯有軸向通風(fēng)孔，便于電動(dòng)機(jī)冷卻；它沒有外殼，定子鐵芯直接暴露在空氣中。
【例題·綜合題】（2008）問題：
1.試述數(shù)控機(jī)床CNC裝置的組成及其作用。
2.試述數(shù)控機(jī)床主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與進(jìn)給伺服系統(tǒng)的功能。
3.試在加工異形復(fù)雜零件的能力；改變加工對(duì)象的柔性程度；加工零件質(zhì)量和加工精度；加工效率；設(shè)備利用率；產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)與CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）連接功能；前期投資；對(duì)操作人員素質(zhì)的要求；對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)調(diào)度的要求；運(yùn)行費(fèi)；維修技術(shù)與維修費(fèi)；對(duì)不合格品再加工（即回用）的費(fèi)用等方面對(duì)數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床做出比較。
『正確答案』1.CNC裝置由計(jì)算機(jī)（包括硬件和軟件）、可編程序控制器（PLC）和接口電路組成。其功能是根據(jù)輸入的零件加工程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)，完成數(shù)值計(jì)算和邏輯判斷，進(jìn)行輸入、輸出控制。
2.主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于控制機(jī)床的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和切屑過程中的轉(zhuǎn)矩和功率；進(jìn)給伺服系統(tǒng)用于控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
3.
序號(hào)
項(xiàng)目
數(shù)控機(jī)床
普通機(jī)床
1
加工異型復(fù)雜零件的能力
強(qiáng)
弱
2
改變加工對(duì)象的柔性程度
高
低
3
加工零件質(zhì)量和加工精度
高
低
4
加工效率
高
低
5
設(shè)備利用率
高
低
6
產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)與CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）連接功能
高
低
7
前期投資
高
低
8
對(duì)操作人員素質(zhì)的要求
高
低
9
對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)調(diào)度的要求
高
低
10
運(yùn)行費(fèi)
低
高
11
維修技術(shù)與維修費(fèi)
高
低
12
對(duì)不合格產(chǎn)品再加工（即回用）的費(fèi)用
低
高