直流伺服电动机：结构与分类

以直流电动机作为驱动元件的伺服系统称为直流伺服系统。因为直流伺服电动机实现调速比较容易，为一般交流电动机所不及，尤其是他励和永磁直流伺服电动机，其机械特性比较硬，所以直流电动机自20世纪70年代以来，在数控机床上得到了广泛的应用。

直流伺服电动机的品种很多，根据磁场产生的方式，直流电动机可分为他励式、永磁式、并励式、串励式和复励式五种。永磁式用氧化体、铝镍钴、稀土钴等软磁性材料建立励磁磁场。在结构上，直流伺服电动机有一般电枢式、无槽电枢式、印刷电枢式、绕线盘式和空心杯电枢式等。为避免电刷换向器的接触，还有无刷直流伺服电动机。根据控制方式，直流伺服电动机可分为磁场控制方式和电枢控制方式。永磁直流伺服电动机只能采用电枢控制方式，一般电磁式直流伺服电动机大多也用电枢控制方式。

在数控机床中，进给系统常用的直流伺服电动机主要有以下几种：

1.小惯性直流伺服电动机

小惯性直流伺服电动机因转动惯量小而得名。这类电动机一般为永磁式，电枢绕组有无槽电枢式、印刷电枢式和空心杯电枢式三种。因为小惯量直流电动机最大限度地减小电枢的转动惯量，所以能获得最快的响应速度。在早期的数控机床上，这类伺服电动机应用得比较多。(www.xing528.com)

2.大惯量宽调速直流伺服电动机

大惯量宽调速直流伺服电动机又称直流转矩电动机。一方面，由于它的转子直径较大，线圈绕组匝数增加，力矩大，转动惯量比较其他类型电动机大，且能够在较大过载转矩时长时间地工作，因此可以直接与丝杠相连，不需要中间传动装置。另一方面，由于它没有励磁回路的损耗，它的外形尺寸比类似的其他直流伺服电动机小。它还有一个突出的特点，是能够在较低转速下实现平稳运行，最低转速可以达到1r/min，甚至0.1r/min。因此，这种伺服电动机在数控机床上得到了广泛的应用。

3.无刷直流伺服电动机

无刷直流伺服电动机又叫无换向器电动机。它没有换向器，由同步电动机和逆变器组成，逆变器由装在转子上的转子位置传感器控制。它实质是一种交流调速电动机，由于其调速性能可达到直流伺服发电动机的水平，又取消了换向装置和电刷部件，大大地提高了电动机的使用寿命。