[科普中国]-低惯量电动机

低惯量电动机是指用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。

概述低惯量电动机是指用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度1。

工作原理低惯量电动机分交、直流两类。交流低惯量电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电动机运行的目的。交流伺服电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格（要求分别小于10%～15%和小于15%～25%）等特点。低惯量电动机的工作原理与一般直流电动机相同的。 电动机转速n为n=E/K1j=（Ua－IaRa）/K1j式中E为电枢反电动势；K为常数；j为每极磁通；Ua，Ia为电枢电压和电枢电流；Ra为电枢电阻。改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应的2。

特点直流低惯量电动机

优点：精确的速度控制，转矩速度特性很硬，原理简单、使用方便，价格优势。

缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(对于无尘室)。

交流低惯量电动机

优点：良好的速度控制特性，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡；高效率，90%以上，不发热;高速控制；高精确位置控制（取决于何种编码器）;额定运行区域内，实现恒力矩；低噪音；没有电刷的磨损，免维护；不产生磨损颗粒、没有火花，适用于无尘间、易暴环境。

缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数整定，需要更多的连线。

惯量惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量，转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。（刚体是指 理想状态下的不会有任何变化的物体），选择的时候遇到电机惯量，也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量，电机的动作会很不平稳3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学