伺服电机工作原理介绍

伺服电机是控制伺服系统中机械元件运行的发动机，是辅助电机的间接变速装置。伺服电机可以精确控制速度和位置，并将电压信号转换成扭矩和转速来驱动被控对象。伺服电机转子速度由输入信号控制，并能快速响应。在自动控制系统中，它作为执行机构，具有机电时间常数小、线性度高、启动电压低等特点。它可以将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度并输出。它分为两类：DC伺服电机和交流伺服电机。它的主要特点是信号电压为零时，没有旋转现象，转速随着扭矩的增加而匀速下降。

工作原理

1.伺服机构是一种自动控制系统，它使输出控制量如物体的位置、方向和状态跟随输入目标(或给定值)的任意变化。伺服主要靠脉冲定位。基本上可以理解为伺服电机接收到脉冲时，会旋转一个与脉冲对应的角度，从而实现位移。由于伺服电机本身具有发送脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度就会发出相应数量的脉冲，与伺服电机接收到的脉冲相呼应，或者称为闭环。这样，系统将知道有多少脉冲被发送到伺服电机，同时又有多少脉冲被接收回来。DC伺服电机分为有刷电机和无刷电机。无刷电机成本低，结构简单，起动转矩大，调速范围宽，容易控制，需要维护，但维护(换碳刷)不方便，产生电磁干扰，对环境有要求。因此，它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小、重量轻、输出大、响应快、速度快、惯性小、转动平稳、扭矩稳定。控制复杂，容易实现智能化。其电子换向方式灵活，可以是方波换向，也可以是正弦波换向。该电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射低，使用寿命长，可用于各种环境。

2.交流伺服电机也是无刷电机，分为同步电机和异步电机。目前运动控制一般采用同步电机，功率范围大，可以实现大功率。惯性大，最大转速低，随功率增加迅速下降。所以适合低速稳定运行。

3.伺服电机内部的转子是永磁体。驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在这个磁场的作用下旋转。同时，电机的编码器将信号反馈给驱动器，驱动器将反馈值与目标值进行比较，以调整转子的旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度(行数)。

交流伺服电机和无刷DC伺服电机的功能区别：交流伺服更好，因为是正弦波控制，所以转矩脉动小。DC伺服是梯形波。但是DC伺服简单又便宜。