异步伺服电机和同步伺服电机的区别

一谈到运动控制，大家第一时间就会想起伺服电机。实际上，伺服电机的家族也是分为多个血统的，你又有没有想到呢？

伺服电机（servomotor）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思，“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动；当控制信号发出时，转子立即转动；当控制信号消失时，转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机，是以其工作性质命名的，概念上和“直流电机”“异步电机”“同步电机”这些常见以电机驱动方式来分类的方式不一样，注意不要混肴。

伺服电机与同步电机

伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机，其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服，交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。（实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的，只不过区别在于用直流供电，并控制器电子换向实现交流电机驱动。）

伺服电机的分类

但由于主要用于控制，因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机，因为其控制响应性能最优；久而久之，大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。

永磁同步伺服电机

永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。特点如下：

永磁同步伺服电机

控制速度非常快，从启动到额定转速只需几毫秒；而相同情况下异步电机却需要几秒钟。

启动扭矩大，可以带动大惯量的物体进行运动。

功率密度大，相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。

运行效率高。

可支持低速长时间运行。

断电无自转现象，可快速控制停止动作。

但随着异步电机控制技术的不断发展，当前以模拟信号控制的异步电机在控制响应方面性能也跟上来了，且其亦具备永磁同步电机不具备的优点，因此异步伺服电机作为伺服电机行业的一股新生力量也在渐露头角。

异步伺服电机

异步伺服电机实际上和异步电机是几乎完全相似的，不过其引入了编码器实现了对电机的闭环控制，因此也可以视为伺服电机的一种。尤其是当前变频调速技术的飞速发展，异步伺服电机的实际控制性能也很不错，配合其支持大功率、高转速的特点，在一些永磁同步电机无法胜任的地方大放异彩。特点如下：

异步伺服电机

功率可以做得很大，设计成熟，运行可靠性高。

支持高速（过10000rpm）长时间运行，同比下永磁电机最高只能做到6000~8000rpm转速。

性价比高，在对控制精度要求不高的情况下可以替代永磁电机使用。

应用举例——数控机床

数控机床

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