精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 一 目前机器人的主要驱动方式及其特点 根据能量转换方式，将驱动器划分为液压驱动、气压驱动、电气 驱动和新型驱动装置。 在选择机器人驱动器时， 除了要充分考虑机器 人的工作要求， 如工作速度、最大搬运物重、驱动功率、驱动平稳性、 精度要求外， 还应考虑到是否能够在较大的惯性负载条件下， 提供足 够的加速度以满足作业要求。 A 液压驱动特点 液压驱动所用的压力为5~ 320kgf/cm2. a）优点 能够以较小的驱动器输出较大的驱动力或力矩，即获得较大的 功率重量比。 可以把驱动油缸直接做成关节的一部分，故结构简单紧凑，刚 性好。 由于液体的不可压缩性，定位精度比气压驱动高，并可实现任 意位置的开停。 液压驱动调速比较简单和平稳，能在很大调整范围内实现无级 调速。 使用安全阀可简单而有效的防止过载现象发生。 液压驱动具有润滑性能好、寿命长等特点。 B）缺点 油液容易泄漏。这不仅影响工作的稳定性与定位精度，而且会 造成环境污染。 因油液粘度随温度而变化，且在高温与低温条件下很难应用。 因油液中容易混入气泡、水分等，使系统的刚性降低，速度特 性及定位精度变坏。 需配备压力源及复杂的管路系统，因此成本较高。 C）适用范围 液压驱动方式大多用于要求输出力较大而运动速度较低的场合。 在机器人液压驱动系统中，近年来以电液伺服系统驱动最具有代表 性。 B 气压驱动的特点 气压驱动在工业机械手中用的较多。使用的压力通常在 0.4-0.6Mpa，最高可达 1Mpa。 a）优点 快速性好，这是因为压缩空气的黏性小，流速大，一般压缩 空气在管路中流速可达180m/s，而油液在管路中的流速仅为 2.5-4.5 m/s。 气源方便，一般工厂都有压缩空气站供应压缩空气，亦可由 空气压缩机取得。 废气可直接排入大气不会造成污染，因而在任何位置只需一 根高压管连接即可工作，所以比液压驱动干净而简单。 通过调节气量可实现无级变速。 由于空气的可压缩性，气压驱动系统具有较好的缓冲作用。 可以把驱动器做成关节的一部分，因而结构简单、刚性好、 成本低。 缺点 因为工作压力偏低，所以功率重量比小、驱动装置体积大。 基于气体的可压缩性，气压驱动很难保证较高的定位精度。 使用后的压缩空气向大气排放时，会产生噪声。 因压缩空气含冷凝水，使得气压系统易锈蚀，在低温下易结 冰。 C 电气驱动的特点 电气驱动是利用各种电动机产生力和力矩， 直接或经过机械传动 去驱动执行机构， 以获得机器人的各种运动。 因为省去了中间能量转 换的过程，所以比液压及气动驱动效率高，使用方便且成本低。电气 驱动大致可分为普通电机驱动、步进电机驱动和直线电机驱动三类。 普通电机驱动的特点 普通电机包括交流电机、 直流电机及伺服电机。 交流电机一般不 能进行调速或难以进行无级调速， 即使是多速电机， 也只能进行有限 的有级调速。直流电机能够实现无级调速，但直流电源价格较高，因 而限制了它在大功率机器人上的应用。 步进电机驱动的特点 步进电机驱动的速度和位移大小， 可由电气控制系统发出的脉冲 数加以控制。 由于步进电机的位移量与脉冲数严格成正比， 故步进电 精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 精选文库 精选文库 PAGE PAGE # 精选文库 精选文库 -- -- PAGE # 机驱动可以达到较高的重复定位精度， 但是，但是步进电机速度不能 太高，控制系统也比较复杂。 （c）直线电机驱动的特点 直线电机结构简单、 成本低，其动作速度与行程主要取决于其定 子与转子的长度，反接制动时，定位精度较低，必须增设缓冲及定位 机构。 D 新型驱动装置的特点 随着机器人技术的发展， 出现了利用新工作原理制造的新型的驱 动器，如磁致伸缩驱动器、压电驱动器、静电驱动器、形状记忆合金 驱动器、超声波驱动器、人工肌肉、光驱动器等。 a） 磁致伸缩驱动器 磁性体的外部一旦加上磁场， 则磁性体的外形尺寸发生变化 （焦 耳效应），这种现象称为磁致伸缩现象。此时，如果磁性体在磁化方 向的长度增大， 则称为正磁致伸缩； 如果磁性体在磁化方向的长度减 少，则称为负磁致伸缩。从外部对磁性体施加压力，则磁性体的磁化 状态会发生变化（维拉利效应） ，则称为逆磁致伸缩现象。这种驱动 器主要用于微小驱动场合。 b） 压电驱动器 压电材料是一种当它受到力作用时其表面上出现与外力成比例 电荷的材料，又称压电陶瓷。反过来，把电场加到压电材料上，则压 电材料产生应变， 输出力或变位。利用这一特性可以制成压电驱动器， 这种驱动器可以达到驱动亚微米级的精度。 c）静电驱动器 静电驱动器利用电荷间的吸力和排斥力互相作用顺序驱

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积 较 小 ， 可 以 获得 较 大 的 推 力 或 转 矩 。2） 液 压 系 统 介 质 的 可 压 缩性 小 ， 工 作 平 稳 可 靠 ， 并 可 得到 较 高 的 位 置 精 度 。3） 液 压 传 动

2、 中 ， 力 、 速 度 和 方 向 比 较 容 易 实 现 自 动 控 制 。4） 液 压 系 统 采 用 油 液 作 介质 ， 具 有 防 锈 性 和 自 润 滑 性 能 ，可 以 提 高 机 械 效 率 ， 使 用 寿 命长 。 不 足 之 处 :1） 油 液 的 粘 度 随 温 度变 化 而 变 化 ， 影 响 工作 性 能 ， 高 温 容 易 引起 燃 烧 爆 炸 等 危 险 。2） 液 体 的 泄 漏 难 于 克服 ， 要 求 液 压 元 件 有较 高 的 精 度 和 质 量 ，故 造 价 较 高 。3） 需 要 相 应 的 供 油 系统 ， 尤 其 是 电 液 伺 服系 统 要

3、求 严 格 的 滤 油装 置 ， 否 则 会 引 起 故障 。 应 用 : 液 压 驱 动 方 式 的输 出 力 和 功 率 更 大 ，能 构 成 伺 服 机 构 ，常 用 于 大 型 机 器 人关 节 的 驱 动液压驱动的特点及应用 优 点 :1） 以 空 气 为 工 作 介 质 ， 不 仅 易 于 取 得 ，而 且 用 后 可 直 接 排 入 大 气 ， 处 理 方 便 ，也 不 污 染 环 境 。2） 因 空 气 的 粘 度 很 小 （ 约 为 油 的 万 分之 一 ） ， 在 管 道 中 流 动 时 的 能 量 损 失 很小 ， 因 而 便 于 集 中 供 气 和 远 距 离 输 送

4、，气 动 动 作 迅 速 ， 调 节 方 便 ， 维 护 简 单 ，不 存 在 介 质 变 质 及 补 充 等 问 题 。3） 工 作 环 境 适 应 性 好 ， 无 论 在 易 燃 、易 爆 、 多 尘 埃 、 强 磁 、 辐 射 、 振 动 等 恶劣 环 境 中 ， 还 是 在 食 品 加 工 、 轻 工 、 纺织 、 印 刷 、 精 密 检 测 等 高 净 化 、 无 污 染场 合 ， 都 具 有 良 好 的 适 应 性 ， 且 工 作 安全 可 靠 ， 过 载 时 能 自 动 保 护 。 4） 气 动 元 件 结 构 简 单 ， 成 本 低 ， 寿 命长 ， 易 于 实 现 标 准 化

能 在 气 动 系 统 的 局部 管 道 和 气 动 元 件 中 凝 结 成 水滴 ， 促 使 气 动 管 道 和 气 动 元 件腐 蚀 和 生 锈 ， 导 致 气 动 系 统 工作 失 灵 。 应 用 : 多 用

6、 于 开 关 控 制 和 顺 序 控制 的 机 器 人 中 。 气动驱动的特点及应用 优 点 : 电 气 驱 动 是 利 用 各 种 电动 机 产 生 力 和 力 矩 ， 直 接 或经 过 减 速 机 构 去 驱 动 机 器 人的 关 节 ， 从 而 获 得 机 器 人 的位 置 、 速 度 和 加 速 度 。 因 省去 中 间 的 能 量 转 换 过 程 ， 因此 比 液 压 和 气 压 驱 动 的 效 率高 ， 且 具 有 无 环 境 污 染 、 易于 控 制 、 运 动 精 度 高 、 成 本低 等 优 点 。 应 用 最 广 泛 。 分 类 特 点 :1） 普 通 交 、 直 流 电

7、动 机 驱 动 需 加 减 速 装置 ， 输 出 力 矩 大 ， 但 控 制 性 能 差 ， 惯 性 大 ，适 用 于 中 型 或 重 型 机 器 人 。 伺 服 电 动 机 和步 进 电 动 机 输 出 力 矩 相 对 小 ， 控 制 性 能 好 ，可 实 现 速 度 和 位 置 的 精 确 控 制 ， 适 用 于 中小 型 机 器 人 。2） 交 、 直 流 伺 服 电 动 机 一 般 用 于 闭 环 控制 系 统 ， 而 步 进 电 动 机 则 主 要 用 于 开 环 控制 系 统 ， 一 般 用 于 速 度 和 位 置 精 度 要 求 不高 的 场 合 。 功 率 在 1KW以 下 的

8、 机 器 人 多 采用 电 机 驱 动 。 应 用 : 电 动 机 使 用 简 单 ， 且 随 着 材 料 性 能 的 提 高 ， 电 机 性 能 也 逐 渐 提 高 。 所 以 总 的 看 来 ， 目 前 机 器 人 关 节 驱 动逐 渐 为 电 动 式 所 代 替 。 电气驱动的特点及应用 液 压 驱 动 气 动 驱 动 电 动 驱 动输 出 功 率 很 大 ， 压 力 范 围

9、 率 大 ， 可 无 级 调 速 ， 反应 灵 敏 ， 可 实 现 连 续 轨 迹 控 制 气 体 压 缩 性 大 ， 精 度 低 ， 阻 尼 效 果差 ， 低 速 不 易 控 制 ， 难 以 实 现 高 速 、高 精 度 的 连 续 轨 迹 控 制 控 制 精 度 高 ， 功 率 较 大 ， 能 精 确 定 位 ，反 应 灵 敏 ， 可 实 现 高 速 、 高 精 度 的 连续 轨 迹 控 制 ， 伺 服 特 性 好 ， 控 制 系 统复 杂响 应 速 度 很 高 较 高 很 高结 构 性 能 及 体 积 结 构 适 当 ， 执 行 机 构 可 标 准 化 、 模拟 化 ， 易 实 现 直

10、接 驱 动 。 功 率 /质 量 比大 ， 体 积 小 ， 结 构 紧 凑 ， 密 封 问 题 较大 结 构 适 当 ， 执 行 机 构 可 标 准 化 、 模拟 化 ， 易 实 现 直 接 驱 动 。 功 率 /质 量 比大 ， 体 积 小 ， 结 构 紧 凑 ， 密 封 问 题 较小 伺 服 电 动 机 易 于 标 准 化 ， 结 构 性 能 好 ，噪 声 低 ， 电 动 机 一 般 需 配 置 减 速 装 置 ，除 DD电 动 机 外 ， 难 以 直 接 驱 动 ， 结 构紧 凑 ， 无 密 封 问 题 液 压 驱 动 气 动 驱 动 电 动 驱 动安 全 性 防 爆 性 能 较 好 ，

， 对 环 境 有 污 染 排 气 时 有 噪 声 无在 工 业 机 器 人 中 应用 范 围 适 用 于 重 载 、 低 速 驱 动 ， 电 液 伺 服系 统 适 用 于 喷 涂 机 器 人 、 点 焊 机 器

12、人和 托 运 机 器 人 适 用 于 中 小 负 载 驱 动 、 精 度 要 求 较低 的 有 限 点 位 程 序 控 制 机 器 人 ， 如 冲压 机 器 人 本 体 的 气 动 平 衡 及 装 配 机 器人 气 动 夹 具 适 用 于 中 小 负 载 、 要 求 具 有 较 高 的 位置 控 制 精 度 和 轨 迹 控 制 精 度 、 速 度 较高 的 机 器 人 ， 如

载 作 用 下 抗 弯 曲 的 刚 度 ，或 汽 缸 中 气 体 在 负 载 作 用 下 抗 压 缩 的 阻 抗 ， 甚 至 是 瓶 中 的 酒 在 木 塞 作 用 下 抗压 缩 的 阻 抗 。 系 统 的 刚 度

缩 驱 动 。 直 线 运 动 可 以直 接 由 气 缸 或 液 压 缸 和 活 塞 产 生 ， 也 可 以 采 用 齿 轮 齿 条 、 丝 杠 、 螺 母 等 传 动 方式 把 旋 转 运 动 转 换 成 直 线

时 也 采 用 直 线 液 压 缸 或 直 线 气 缸作 为 动 力 源 ， 这 就 需 要 把 直 线 运 动 转 换 成 旋 转 运 动 。 这 种 运 动 的 传 递 和 转 换 必须 高 效 率 地 完 成

服 系 统 通 过 电 气 传 动 方 式 ， 将 电 气 信 号 输 入 系 统 来 操 纵 有 关 的 液 压 控 制元 件 动 作 ， 控 制 液 压 执 行 元 件 ， 使 其 跟 随 输 入 信 号 而

过 程 如 下 ： 当 数 控 装 置 发 出 一 定 数 量 的 脉 冲 时 ， 步 进 电 机 就 会 带 动 电 位 器 的 动 触 头 转 动 。假 设 此 时 顺 时 针 转 过 一 定 的 角 度 ， 这

此 时 ， 机 械 手 手 臂 上 的 齿 条 带 动 齿 轮 也 顺 时 针 移 动 ， 当 其 转 动角 度 时 ， 动 触 头 回 到 电 位 器 的 中 位 ， 电 位 器 输 出 电 压 为 零 ， 相 应

电 液 伺 服 阀 的 工 作 原 理（ 1） 原 理 图 如 图 为 喷 嘴 挡 板 式 电 液 伺 服 阀 的 工 作 原 理 图 。 喷 嘴 挡 板 式 电 液伺 服 由 电 磁 和 液 压 两 部 分 组

23、 孔 、 两 个 喷 嘴 和 1个 挡 板 组 成 。两 个 对 称 配 置 的 喷 嘴 共 用 一 个 挡 板 ， 挡 板 和 喷 嘴 之 间 形 成 可 变 节 流 口 ， 挡 板 一 般 由 扭 轴 或 弹 簧支 承 ， 且 可 绕 支 点 偏 转 ， 挡 板 的 由 力 矩 马 达 驱 动 。 当 挡 板 上 没 有 作 用 输 入 信 号 时 ， 挡 板 处 于 中间 位

结 构 简 单 ， 加 工 方 便 ， 运 动 部 件 惯 性 小 ， 反 应 快 ， 精 度 和 灵 敏 度 高 ；缺 点 是 无 功 损 耗 大 ， 抗 污 染 能 力 较 差 。 喷 嘴 挡 板 阀 常 用 作

26、磁 铁 是 一 种 直 流 电 磁 铁 ，与 普 通 换 向 阀 用 电 磁 铁 的 不 同 主 要在 于 ， 比 例 电 磁 铁 的 输 出 推 力 与 输入 的 线 圈 电 流 基 本 成 比 例 。 这 一 特性 使 比 例 电 磁 铁 可 作 为 液 压 阀 中 的 信 号 给 定 元 件 。 如 图 为 比 例 电 磁 铁结 构 图 。 1轭 铁 2线 圈 3限 位 环

铁 取 代 电 磁 换 向 阀 中 的 普 通 电 磁 铁 ， 便 构 成 直 动 型 比 例 方 向 节 流阀 ， 如 图 所 示 。 由 于 使 用 了 比 例 电 磁 铁 ， 阀 芯 不 仅 可 以 换 位

28、， 而 且 换 位 的 行 程 可 以连 续 地 或 按 比 例 地 变 化 ， 因 而 连 通 油 口 间 的 通 流 面 积 也 可 以 连 续 地 或 按 比 例 地 变 化 ，所 以 比 例 方 向 节 流 阀 不 仅 能 控 制 执 行 元 件 的 运 动 方 向 ， 而 且 能 控 制 其 速 度 。 部 分 比 例 电 磁 铁 前 端 还 附 有 位 移 传 感 器 （ 或 称 差 动 变 压 器 ） ， 这 种 比 例 电 磁铁 称 为 行 程 控 制 比 例 电 磁 铁 。 位 移 传 感 器 能 准 确 地 测 定 电 磁 铁 的 行 程 ， 并 向 放 大 器发 出 电

获 得压 力 ） 。 常 见 容 积 式 空 气 压 缩 机 按 其 结 构 分 为 ： 活 塞 式 、 叶 片 式 和 螺 杆 式 ， 其 中 最 常 用的 是 活 塞 式 。 常 见 的 速 度 式 空 气 压

33、缩 机 按 结 构 分 为 ： 离 心 式 、 轴 流 式 和 混 流 式 等 。所 谓 容 积 式 是 周 期 第 改 变 气 体 容 积 的 方 法 ， 即 通 过 缩 小 气 体 的 体 积 ， 使 单 位 体 积 内 的 气 体 分 子 的 密 度 增 加 ， 形 成 压 缩 空 气 。 而 速 度 式 则 是 先 让 气 体 分 子 得 到 一 个 很 高的 速 度 ，

活 塞 向 左 移 动 时 ， 吸 气 阀 9在 缸 内 压 缩 气 体 的 作 用 下 关 闭 ， 缸 内 气 体 被 压缩 ， 这 个 过 程 称 为 “ 压 缩 过 程 ” 。 当 气 缸 内 空 气 压 力

36、。 后 冷 却 器 按 结 构 形 式 分 有 蛇 管 式 、 列 管 式 、 散 热 片 式 和 管 套 式 ； 按 冷 却 方 式 分有 风 冷 式 和 水 冷 式 。 列 管 式 冷 却 器 套 管 式 冷 却 器 （ 2） 油 水 分 离 器 油 水 分 离 器 主 要 是 用 来 压 缩空 气 中 凝 聚 的 水 分 、 油 分 和 灰 尘 等杂 质 ， 是 压 缩 空 气 得 到 初 步 净 化 。其 按 结 构 形 式 分 有 环 形 回 转 式 、 撞击 折 回 式 、 离 心 旋 转 式 、 水 浴 式 及以 上 形 式 的 组 合 等 。 当 压 缩 空 气 由 入 口 进

37、 入 分 离器 壳 体 后 ， 气 流 先 受 到 隔 板 阻 挡 而被 撞 击 折 回 向 下 （ 见 图 中 箭 头 所 示流 向 ） ； 之 后 又 上 升 产 生 环 形 回 转 。这 样 凝 聚 在 压 缩 空 气 中 的 油 滴 、 水 滴 等 杂 质 受 惯 性 力 作 用 而 分 离 析 出 ，沉 降 于 壳 体 底 部 ， 由 放 水 阀 定 期 排出 。 撞 击

38、 消 除 由 于 空 气 压 缩 机 断 续 排 气 而 对 系 统 引 起 的 压 力 脉 动 ， 保 证 输 出 气 流 的 连续 性 和 平 稳 性 。3） 进 一 步 分 离 压 缩 空 气 中 的 油 、 水 等 杂 质 。 立 式 储 气 罐 结 构 图 贮 气 罐 一 般 采 用 圆 筒 状 焊 接 结 构 ， 有 立 式 和卧 式 两 种 ， 以 立 式 居 多 。

器 、 油 水 分 离 器 和 贮 气 罐后 得 到 初 步 净 化 的 压 缩 空 气 ， 已 满 足 一 般 气压 传 动 的 需 要 。 但 压 缩 空 气 中 仍 含 一 定 量 的油 、 水 以 及 少

40、量 的 粉 尘 。 如 果 用 于 精 密 的 气动 装 置 、 气 动 仪 表 等 ， 上 述 压 缩 空 气 还 必 须进 行 干 燥 处 理 。 压 缩 空 气 干 燥 方 法 主 要 采 用吸 附 法 和 冷 却 法 。如 图 为 吸 附 式 干 燥 器 结 构 图 ， 其 外 壳 呈 筒 形 ，其 中 分 层 设 置 栅 板 、 吸 附 剂 、 滤 网 等 。 湿 空气

达 的 分 类气 马 达 按 结 构 形 式 可 分 为 ： 叶 片 式 气 马 达 、 活 塞 式 气 马 达 和 齿 轮 式 气 马 达 等 。 （ 2） 气 动 马 达 工 作 原 理 如 图 为 叶 片 式

44、气 动 马 达 。 与 液 压 叶 片 马达 相 似 ， 主 要 包 括 一 个 径 向 装 有 310个 叶 片 的 转 子 ， 偏 心 安 装 在 定 子 内 ， 转 子 两 侧 有 前后 盖 板 ， 叶 片 在 转 子 的 槽 内 可 径 向 滑 动 ， 叶片 底 部 通 有 压 缩 空 气 ， 转 子 转 动 是 靠 离 心 力和 叶 片 底 部 气 压 将 叶 片 紧 压

的 调 速 范 围 。5） 体 积 小 、 质 量 小 、 轴 向 尺 寸 短 。6） 能 经 受 得 起 苛 刻 的 运 行 条 件 ， 可 进 行 十 分 频 繁 的 正 反 向 和 加 减

46、 速 运 行 ， 并能 在 短 时 间 内 承 受 过 载 。 工 业 机 器 人 电 动 机 驱 动 原 理 图 如 图 所 示 ， 为 工 业 机器 人 电 动 机 驱 动 原 理 图 ，工 业 机 器 人 电 动 伺 服 系 统的 一 般 结 构 为 三 个 闭 环 控制 ， 即 电 流 环 、 速 度 环 和位 置 环 伺 服 电 机 是 指 带 有 反 馈 的 直 流 电 机 、 交 流 电 机 、 无 刷 电 机 、 或 者 步 进 电 机 ，它 们 通 过 控 制 以 期 望 的 转 速 （ 和 相 应 地 期 望 转 矩 ） 运 动 到 达 期 望 转 角 。 为 此 ，反 馈

47、 装 置 向 伺 服 电 机 控 制 器 电 路 发 送 信 号 ， 提 供 电 机 的 角 度 和 速 度 。 如 果 负荷 增 大 ， 则 转 速 就 会 比 期 望 转 速 低 ， 电 流 就 会 增 加 直 到 转 速 和 期 望 值 相 等 。如 果 信 号 显 示 数 度 比 期 望 值 高 ， 电 流 就 会 相 应 的 减 小 。 如 果 还 使 用 了 位 置

48、 动 机 是 将 电 脉 冲 信 号 变 换 为 相 应 的 角 位 移 或 直 线 位 移 的 元 件 ， 它 的 角位 移 和 线 位 移 量 与 脉 冲 数 成 正 比 。 作 为 一 种 开 环 数 字 控 制 系 统 ， 在 小 型 机 器 人 中 得到 较 广 泛 的 应 用 。 但 由 于 其 存 在 过 载 能 力 差 、 调 速 范 围 相 对 较 小 、 低 速 运 动 有 脉 动 、不 平 衡 等 缺 点 ， 一 般 只 应 用 于 小 型 或 简 易 型 机 器 人 中 。 步 进 电 动 机 驱 动 器 ， 主 要 包 括 脉 冲 发 生 器 、 环 形 分 配 器

49、和 功 率 放 大 等 几 大 部 分 ，其 原 理 框 图 如 图 所 示 。 1. 步 进 电 机 工 作 原 理如 图 所 示 为 步 进 电 机 工 作 的 基 本 原 理 步 进 电 机 的 定 子 上 有 两 组 线圈 和 一 对 永 久 磁 铁 作 为 转 子 ，当 给 定 子 线 圈 加 电 时 永 磁 转 子（ 或 磁 阻 式 步 进 电 机 中 的 软 铁心 转 子 ） 将 旋 转 到 与 定 子 磁 场一 致 的 方 向 ， 如 图 a所 示 。 除 非磁 场 旋 转 ， 否 则 转 子 就 停 留 在该 位 置 。 切 断 当 前 线 圈 中 的 电 流 ， 对 下 一

50、组 线 圈 通 电 ， 转 子 将 再 次 转 至 和 新 磁场 方 向 一 致 的 方 向 ， 如 图 b所 示 。 当切 断 第 二 组 线 圈 时 ， 第 一 组 线 圈 在 一次 接 通 ， 但 是 极 性 相 反 ， 这 将 使 转 子沿 同 样 的 方 向 又 转 了 一 步 。 这 个 过 程在 关 断 一 组 线 圈 并 接 通 另 一 组 线 圈 时保 持 继 续 ， 经 过 四 步 就 使 转 子 转 回 到原 来 的 初 始 位 置 。 在 第 一 部 结 束 时 ， 不是 切 断 第 一 组 线 圈 并 接通 第 二 组 线 圈 ， 而 是 接通 两 组 线 圈 的 电

53、直 流 伺 服 电 动 机 （ 简 称 直 流 伺 服电 动 机 ） 和 永 磁 式 直 流 伺 服 电 动 机 。 电 磁 式 直 流 伺 服 电 动 机 如 同 普 通 直 流 电 动机 ， 分 为 串 砺 式 、 并 励 式 和 他 励 式 。 直 流 伺 服 电 动 机 按 其 电 枢 结 构 形 式 不 同 ， 分 为 普 通 电 枢 型 、 印 制 绕 组 盘 式电 枢

54、定 子 轴 向 粘 接 柱 状 磁 钢 ， 转 子转 动 惯 量 小 ， 无 齿 槽 效 应 ， 无 饱 和 效 应 ， 输 出 转 矩 大 ） 。 2） 线 绕 盘 式 直 流 伺 服 电 机 （ 盘 形 转 子 、 定 子 轴 向 粘 接 柱 状 磁 钢 ， 转 子 转 动惯 量 小 ， 控 制 性 能 优 于 其 他 直 流 伺 服 电 机 ， 效 率 高 ， 输 出 转 矩

方 式 ， 直 流 伺 服 电机 可 分 为 永 磁 式 和 他 激 式 。 永 磁 式 磁 极 由 永 磁 材 料 制 成 ， 他 激 式 磁 极 由 冲 压 硅钢 片 叠 压 而 成 ， 外 绕 线 圈 通 以

的 场 合 。交 流 伺 服 电 动 的 优 点 结 构 简 单 、 制 造 方 便 、 价 格 低 廉 。 坚 固 耐 用 、 惯 量 小 、 运 行 可 靠 、很 少 需 要 维 护 、 可 用 于 恶 劣 环

。（ 2） 同 步 型 交 流 电 机 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

， 使 转 子 导 条 有 电 流 流 过 。2） 有 电 流 流 过 的 导 条 在 磁 场 中 受 到 的 电 磁 力 对 转 轴 形 成 电 磁 力 矩 ， 使 转 子 跟着 旋 转 磁 场 转 动 。3）

61、转 子 的 转 动 方 向 与 磁 铁 的 转 动 方 向 相 同 ， 转 子 转 速 与 磁 铁 的 转 速 成 正 比 。4） 由 于 转 子 自 身 阻 转 矩 以 及 负 载 阻 转 矩 的 影 响 ， 转 子 的 转 速 要 小 于 磁 铁 转 动转 速 ， 故 称 异 步 电 动 机 。 异 步 交 流 电 机 工 作 原 理 图 异 步 交 流 电 机 结 构 图

机称 为 多 速 电 动 机 。 因 为 磁 极 对 数 只 能 成 对 出 现 ， 所 以 转 速 只 能 成 倍 改 变 ， 因 此 只 能实 现 有 级 变 速 ， 速 度 不 能 平 滑 调 节 。 2） 改

64、 电 力 变 换 部 分 ， 变 频 器 的 主 电 路 大 体 上 可分 为 两 类 ： 电 压 型 是 将 电 压 源 的 直 流 变 换 为 交 流 的 变 频 器 ， 直 流 回 路 的 滤 波 是 电 容 。 电 流 型是 将 电 流 源 的 直 流 变 换 为 交 流 的 变 频 器 ， 其 直 流 回 路 滤 波 是 电 感 。 它 由 三 部 分 构 成 ， 将 工 频电 源 变 换 为 直 流 功 率 的 “ 整 流 器 ” ， 吸 收 在 变 流 器 和 逆 变 器 产 生 的 电 压 脉 动 的 “ 平 波 回 路 ” ，以 及 将 直 流 功 率 变 换 为 交 流 功