西门子伺服电机的原理及选型规则

西门子伺服电机的定子结构与电容分相单相异步电机基本相似。定子上装有两个互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，始终与交流电压Uf相连；另一个是控制绕组L，接控制信号电压Uc。

什么是西门子伺服电机？

西门子伺服电机是控制伺服系统中机械部件运转的发动机，是一种辅助电机间接传动装置。西门子伺服电机是可以连续旋转的机电转换器。作为液压阀控制器，是一种功率非常小的微型电机。常用的有永磁直流西门子伺服电机和并励直流。

西门子伺服电机可以非常精确地控制速度和位置精度，输出速度与输入电压成正比，可以实现正反转速度控制。它具有起动转矩大、调速范围宽、机械特性和调节特性线性好、控制方便等优点，但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流西门子伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰，因此具有灵敏度高、死区小、噪音低、寿命长、对周围电子设备干扰小等特点。

输出转速/输入电压的传递函数可以近似看成是一阶延时环节，其机电时间常数一般在几十毫秒到几十毫秒之间。一些低惯量直流西门子伺服电机（如空心杯转子型、印制绕组型、无槽型）的时间常数只有几毫秒到二十毫秒。

小功率直流西门子伺服电机额定转速在3000r/min以上，甚至大于10000r/min。因此，作为液压阀的控制器，需要配备高速比减速机。直流力矩伺服电机（即低速直流西门子伺服电机）可以在每分钟几十转的低速下工作，甚至在绝对失速的情况下，因此可以不减速地直接驱动被控对象。

直流西门子伺服电机分为有刷和无刷

有刷成本低、结构简单、起动力矩大、调速范围广、控制方便、维护方便，但维护方便（更换碳刷）、产生电磁干扰、对电机有要求环境。因此，可用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷体积小、重量轻、输出功率大、响应速度快、转速高、惯量小、转动平稳、力矩稳定。控制复杂，易于实现智能化。其电子换向方式灵活，可以是方波换向，也可以是正弦波换向。电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射小，寿命长，可适用于各种环境。