傳統的永磁同步電機同步轉速與電機的極對數成反比，因而高轉速在很多應用領域是不能直接使用的，減速機就不可或缺。增加減速機不僅可以降低輸出軸的旋轉速度，而且可以將電機的輸出轉矩成比例地放大至減速機的輸出軸。 減速機帶來的副面影響是:效率降低、噪音增加、結構復雜、潤滑油泄漏、傳動間隙、磨損、維護頻繁等。不同的應用要求需要不同的減速機構。但工程師們追求設計出一種低速、大輸出力矩的電機，使之直接驅動負載，讓系統更簡單一些、精密一些。 一、高性能直接驅動式交流力矩伺服系統的性能特點 調速范圍是伺服系統的一個重要參數，它是指電機在100%額定負載變動范圍內，從額定速度向下調節，最低的是不爬行轉速，對于好的伺服系統，它在速度閉環條件下調速比一般在5000倍以上。由于力矩電機直接運行于低速狀態，當速度向下調5000倍時，系統對低速的速度識別就存在問題，這是由于常用的編碼器受沒周脈沖數量的限制，在很低速時脈沖間隔過長帶來的反饋滯后誤差乃至振蕩。 以額定轉速200r/min的力矩伺服電機為例，想達到5000倍的調速比，就必須在0.04r/min時穩定運行。如果電機上的反饋編碼器用通常的2500線，此時的脈沖頻率僅為1.67Hz，在0.6s鐘才反饋一個脈沖的情況下，要想得到好的控制特性，顯然是不可能的。為此，國內專攻大功率動力伺服系統的星辰伺服在國家科技型企業創新基金的支持下，成功開發出混合磁測速編碼器，使星辰伺服的高性能直接驅動式交流力矩伺服系統實現了從200r/min向下調10000倍的調速指標。低速力矩伺服系統對極小速度給定信號的響應和對極低速度的檢測，無疑是直接驅動系統實現高精度速度、位置控制的前提條件。 由于采用了直接驅動的方式，電機軸上輸出的任何力矩脈動，都會直接反映到被控對象上。而在這種電機上產生力矩脈動的因素有很多，比如:磁阻效應、齒槽效應、高次諧波脈動等。這要求力矩伺服系統能有效地抑制這些脈動轉矩。星辰伺服采用的方法有:交流電機三相電流平滑控制裝置（專利申請中）、永磁同步電機的非線性動態校正方法（專利申請中）、交流伺服電機力矩擾動的補償控制方法（專利申請中） 二、高性能直接驅動式交流力矩伺服系統的典型應用 平網印花機導帶定位控制中，由于傳輸輥與伺服電機之間一般存在20～30倍的減速機構，不可避免地存在齒輪傳動間隙，伺服電機快速的啟停動作會引起減速機構磨損，從而進一步加大傳動間隙。 三、注塑機和精密擠出機擠出螺桿驅動 在注塑機行業，現有預塑和擠出動力配制通常為油馬達和液壓注射推進系統，在注塑機電動化的大趨勢下，交流力矩式伺服系統已經被日本、韓國等廣泛采用，使得新一代電動注塑機高速、環保、節能。 在螺桿擠塑機行業，現有擠出動力配制通常為: 1．Z4系列直流電機+直流調速器+齒輪減速機 2．三相異步電機+變頻器+齒輪減速機 3．高性能直接驅動式交流力矩伺服系統 三者的經濟技術指標比較如附表 附表三者的經濟技術指標比較 四、高性能直接驅動式交流力矩伺服系統的典型應用 1．無齒傳動電梯 高性能直接驅動式交流力矩伺服系統應用于電梯行業，構成了無齒傳動電梯，掀起了電梯行業的“第三次浪潮”。無齒傳動電梯具有高效節能、整體體積小、重量輕、結構簡單、低速能出大轉矩以及低噪聲等優點，并且，電梯傳動的無齒化使得電梯無條件解困、直接平層運行成為現實。 2．其它領域 如直驅式電動車輪轂、輪轉式飛剪系統、航空、航天測試平臺等。 高性能直接驅動式交流力矩伺服系統應用特點 高性能直接驅動式交流力矩伺服系統應用于自動化裝備，有以下幾個特點: 3．效率高，節能顯著 典型的減速機構的傳動效率大致為:圓柱齒輪減速機70%～90%不等，蝸輪蝸桿減速器20%～70%，采用高性能直接驅動式交流力矩伺服系統，連同驅動器、電機，額定點總效率可大85%以上，即使遠離額定工作點，在很寬的功率范圍內，總體效率也在80%左右。與普通交流永磁同步伺服系統+減速機的方案相比，經驗評估的節能效果可達30%左右。 4．噪音降低 在這種力矩伺服機構中，減速機構齒輪嚙合帶來的機械噪音不復存在，并且由于設備中沒有了高速轉動的部件，轉動部件旋轉動不平衡帶來的振動、噪音大為降低，由于高速轉動和振動導致的磨損、機件松動、變形、疲勞失效等故障大為降低。 5．結構簡單，維護要求低 減速機構潤滑油脂的泄漏一直是困擾機械行業的難題，由于省去了減速機構，機構大為簡化。潤滑油泄漏問題不復存在，并且設備對安裝、調試、維護的要求也大為降低。 6．傳動無間隙，提高控制精度 減速機構的傳動齒隙不但帶來傳動控制誤差的加大，而且使得整個系統的結構諧振頻率降低，在進行快速、精密的速度、位置控制時，由于間隙的存在，控制系統的響應頻帶嚴重受限，不穩定區段的頻率降低，使得運動控制易出現振蕩乃至控制失敗。采用力矩伺服后，整個軸系采用套軸方法聯為一體，系統增益可以進一步提高，控制對象的動態、靜態誤差都得到有效控制。