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西門子電機(jī)的分類和應(yīng)用介紹（1）
眾所周知，電機(jī)是傳動以及控制系統(tǒng)中的重要組成部分，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的重點(diǎn)已經(jīng)開始從過去簡單的傳動向復(fù)雜的控制轉(zhuǎn)移;尤其是對電機(jī)的速度、位置、轉(zhuǎn)矩的精確控制。但電機(jī)根據(jù)不同的應(yīng)用會有不同的設(shè)計(jì)和驅(qū)動方式，咋看下好像選型非常復(fù)雜，因此為了人們根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的用途，進(jìn)行了基本的分類。下面我們將逐步介紹電機(jī)中最有代表性、最常用、最基本的電機(jī)——控制電機(jī)和功率電機(jī)以及信號電機(jī)。
西門子控制電機(jī)
控制電機(jī)主要是應(yīng)用在精確的轉(zhuǎn)速、位置控制上，在控制系統(tǒng)中作為“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”。可分成伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、力矩電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、直流無刷電機(jī)等幾類。
1. 伺服電機(jī)
西門子伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，能將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的機(jī)械輸出量，拖動被控制元件，從而達(dá)到控制目的。一般地，伺服電機(jī)要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速要受所加電壓信號的控制;轉(zhuǎn)速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化;轉(zhuǎn)矩能通過控制器輸出的電流進(jìn)行控制;電機(jī)的反映要快、體積要小、控制功率要小。伺服電機(jī)主要應(yīng)用在各種運(yùn)動控制系統(tǒng)中，尤其是隨動系統(tǒng)。
伺服電機(jī)有直流和交流之分，最早的伺服電機(jī)是一般的直流電機(jī)，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機(jī)做伺服電機(jī)。當(dāng)前隨著永磁同步電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，絕大部分的伺服電機(jī)是指交流永磁同步伺服電機(jī)或者直流無刷電機(jī)。
2. 西門子步進(jìn)電機(jī)
所謂步進(jìn)電機(jī)就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu);更通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機(jī)的角位移量，從而達(dá)到精確定位的目的;同時還可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。目前，比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。
西門子步進(jìn)電機(jī)和西門子普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式，正是這個特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。但步進(jìn)電機(jī)在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電機(jī);所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場合。由于步進(jìn)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和成本低的特點(diǎn)，所以步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個領(lǐng)域;尤其是在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域，由于步進(jìn)電機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認(rèn)為是最理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。
除了在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，西門子步進(jìn)電機(jī)也可以用在其他的機(jī)械上，比如作為自動送料機(jī)中的馬達(dá)，作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達(dá)，也可以應(yīng)用在打印機(jī)和繪圖儀中。
此外，步進(jìn)電機(jī)也存在許多缺陷;由于步進(jìn)電機(jī)存在空載啟動頻率，所以步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度時就無法啟動，并伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大，細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制;并且，步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時有較大的振動和噪聲。