长期以来，在要求调速性能较高的场合，一直占据主导地位的是应用直流电动机的调速系统。但直流电动机都存在一些固有的缺点，如电刷和换向器易磨损，需经常维护。换向器换向时会产生火花，使电动机的最高速度受到限制，也使应用环境受到限制，而且直流电动机结构较为复杂，制造困难，所用钢铁材料消耗大，制造成本高。而交流电动机，特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电机小，使得动态响应更好。在同样体积下，交流电动机输出功率可比直流电动机提高10～70，此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直直流电动机的调速系统：直流电动机大范围的应用于各种场合,为使机械设备以合理速度进行工作则需要对直流电机进行调速。该实验中搭建了基于C8051F020单片机的转速单闭环调速系统，利用PWM信号改变电动机电枢电压，并由软件完成转速单闭环PI控制，旨在实现直流电动机的平滑调速，PI控制原理及其参数的确定进行更深的理解。实验结果为，控制8位PWM信号输出可平滑改变电动机电枢电压，实现电动机升速、降速及反转等功能。实验中使用霍尔元件进行电动机转速的检测、反馈。期望转速则可通过功能按键给定。当选择比例参数为0.08、积分参数为0.01机转速可以在3秒左右达到稳定。由实验结果知，该单闭环调速系统可对直流电机进行调速，达到预期效果。关键字：直流电机，C8051F020，PWM，调速，数字式电动机的定子上为三相散嵌式分布绕组，转子为笼式的导条（因该导条形状与鼠笼相似，所以又称鼠笼式异步电动机）。电动机在定子绕组加三相交流电后，会形成旋转磁场，其转子上的闭合的导条会因为切割定子磁场的磁力线而感应出电势和电流，而带电（电流）的导体在磁场中就会产生运动，这样电动机转子就旋转起来了。这就是鼠笼式三相异步电动机的工作原理。这种电动机的优点是结构相对比较简单，转子上无绕组，维修成本低，而常规使用的寿命长。使用的场合很多了，几乎使用在日常生活、工厂设备、港口码头、油田煤矿等所有的领域。关键字：转子优点1.1交流伺服电机的工作原理1.2交流伺服电机的发展过程1.3交流伺服电机的前景2.2闭环、开环、3.1交流伺服电机在数字控制机床中的应用3.2交流伺服系统发展简介3.3交流伺服电机优势3.4交流伺服电机在机械中得重要性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作比较，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）。伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，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。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特征是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列新产品并逐渐完备和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展趋势，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：自从德国MANNESMANNRexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列新产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP）的应用，出现了数字控制管理系统，控制部分可完全由软件进行，称为摪永磁交流伺服系统。到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂商如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器，系列适用于数字控制机床（最高转速为1000r/min，力0.25～2.8N.m），R系列适用于机器人（最高转速为3000r/min，力矩为0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、10六个系列。20世纪90年代先后推出了新的系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制，力矩波动由24％降低到7％，并提高了可靠性。这样，只用了几年时间形成了八个系列（功率范围为0.05～6kW）较完整的体系，满足了工作机械、搬运机构、焊接机械人、装配机器人、电子部件、加工机械、印刷机、高速卷绕机、绕线机等的不一样的需要。以生产机床数控装置而著名的日本法奴克（Fanuc）公司，在20世纪80年代中期也推出了S系列（13个规格）和L系列（5个规格）的永磁交流伺服电动机。L系列有较小的转动惯量和机械时间常数，适用于要求特别快速响应的位置伺服系统。日本其他厂商，例如：三菱电动机（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、东芝精机（SM系列）、大隈铁工所(BL系列）、三洋电气（BL系列）、立石电机（S系列）等众多厂商也进入了永磁交流伺服系统的竞争行列。德国力士乐公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC列交流伺服电动机共有7个机座号92个规格。德国西门子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服电动机分为标准型和短型两大类，共个机座号98格。据称该系列交流伺服电动机与相同输出力矩的直流伺服电动机IHU系列相比，重量只有后者的1／2，配套的晶体管脉宽调制驱动器6SC61系列，最多的可供6个轴的电动机控制。德国宝石（BOSCH）公司生产铁氧体永磁的SD系列（17个规格）和稀土永磁的SE系列（8个规格）交流伺服电动机和ServodynSM系列的驱动控制器。美国著名的伺服装置生产公司Gettys曾一度作为Gould电子公司一个分部（MotionControlDivision），生产M600系列的交流伺服电动机和A600系列的伺服驱动器。后合并到AEG，恢复了Gettys名称，推出A700全数字化的交流伺服系统。美国A-B（ALLEN-BRADLEY）公司驱动分部生产1326型铁氧体永磁交流伺服电动机和1391型交流PWM伺服控制器。电动机包括3个机座号共30个规格。IndustrialDrives科尔摩根（Kollmorgen）的工业驱动分部，曾生产BR-210、BR-310、 BR-510 三个系列共41 个规格的无刷伺服电动机和BDS3 伺服驱动器。自1989 年起推出了全新系列设计的摻鹣盗袛 12 永磁交流伺服电动机，包括 B（小惯量）、M（中惯量）和 EB（防爆型）三大类，有10、20、40、60、 80五种机座号，每大类有 42 个规格，全部采用钕铁硼永 磁材料，力矩范围为 0.84～111.2N.m，功率范围为 0.54～ 15.7kW 。配套的驱动器有BDS4（模拟型）、BDS5（数字型、含 位置控制）和Smart Drive（数字型）三个系列， 最大连续 电流55A。Goldline 系列代表了当代永磁交流伺服技术最新 水平。 爱尔兰的Inland 原为 Kollmorgen 在国外的一个分部，现 合并到 AEG，以生产直流伺服电动机、直流力矩电动机和 伺服放大器而闻名。生产 BHT1100、2200、3300 三种机座 号共17 种规格的SmCo 永磁交流伺服电动机和八种控制器。 法国 Alsthom 集团在巴黎的 Parvex 工厂生产 LC 系列（长 GC系列（短型）交流伺服电动机共 14 个规格，并 生产AXODYN 系列驱动器。原苏联为数字控制机床和机器人伺 服控制开发了两个系列的交流伺服电动机。其中By 系列采 用铁氧体永磁，有两个机座号，每个机座号有3 种铁心长度， 各有两种绕组数据，共 12 个规格，连续力矩范围为 1335N.m。2By 系列采用稀土永磁，6 个机座号 17 个规格， 力矩范围为0.1～170N.m，配套的是3 型控制器。近年日 本松下公司推出的全数字型 MINAS 系列交流伺服系统，其 中永磁交流伺服电动机有 MSMA 系列小惯量型，功率从 0.03～5kW，共18 种规格；中惯量型有MDMA、MGMA、 MFMA 三个系列，功率从 0.75～4.5kW，共 23 格,MHMA系列大惯量电动机的功率范围从0.5～5kW，有7 种规格。韩国三星公司近年开发的全数字永磁交流伺服电动 机及驱动系统，其中 FAGA 交流伺服电动机系列有 CSM、 CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、 CSMX 多种型号，功率从15W～5kW。 蕯（Powerrate）这一综合指标作为伺服电动机的品质因数，衡量对比各种交直流伺服电动机和 步进电动机的动态响应性能。功率变化率表示电动机连续 （额定）力矩和转子转动惯量之比。按功率变化率进行计算 分析可知，永磁交流伺服电动机技术指标以美国 I.D Goldline系列为最佳，德国Siemens IFT5系列次之。