電機伺服電機(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。
伺服電機是一種 閉環(huán) 伺服機構(gòu)，它使用位置反饋來控制其運動和最終位置?？刂戚斎胧谴磔敵鲚S指令位置的信號(模擬或數(shù)字)。
電機與某種類型的位置編碼器配對以提供位置和速度反饋。在最簡單的情況下，僅測量位置。將測量的輸出位置與命令位置(控制器的外部輸入)進行比較。如果輸出位置與要求的位置不同，則會生成一個錯誤信號，然后根據(jù)需要將電動機沿任一方向旋轉(zhuǎn)，以將輸出軸移至適當?shù)奈恢?。隨著位置的接近，誤差信號減小到零，并且電動機停止。
伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
伺服電機是電機的一種，在自動化設(shè)備的組成中占有重要地位，它的作用是：伺服電機可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象，可控制速度，位置精度非常準確。電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。
相較于普通電機，伺服電機響應(yīng)速度快，在點到點快速定位的運動場合，伺服控制技術(shù)可以提供大力矩輸出，使得系統(tǒng)具有極高動態(tài)響應(yīng)，大大超越了電機。
由于變頻器和伺服在性能和功能上的不同，所以應(yīng)用也不大相同：
1、在速度控制和力矩控制的場合要求不是很高的一般用變頻器，也有在上位加位置反饋信號構(gòu)成閉環(huán)用變頻進行位置控 制的，精度和響應(yīng)都不高。
2、在有嚴格位置控制要求的場合中只能用伺服來實現(xiàn)，還有就是伺服的響應(yīng)速度遠遠大于變頻，有些對度的精度和響應(yīng) 要求高的場合也用伺服控制，能用變頻控制的運動的場合幾乎都能用伺服取代，關(guān)鍵是兩點：一是價格伺服遠遠高于 變頻，二是功率的原因：變頻zui大的能做到幾百KW，甚至更高，而伺服zui大就幾十KW。
伺服電機通常用作步進電機的高性能替代產(chǎn)品。步進電機具有內(nèi)置的輸出步長，因此具有控制位置的固有能力。這通常使它們無需任何反饋編碼器即可用作開環(huán)位置控制，因為它們的驅(qū)動信號指定了旋轉(zhuǎn)運動的步數(shù)，但是為此，控制器需要“知道”步進電機的位置開機。因此，在xxx次加電時，控制器將必須啟動步進電機并將其旋轉(zhuǎn)到已知位置，例如直到啟動終端限位開關(guān)為止。在打開噴墨打印機時可以觀察到這一點; 控制器會將噴墨打印機的托架向左和向右移動，以建立最終位置。無論通電時的初始位置如何，伺服電動機都將立即旋轉(zhuǎn)至控制器指示的任何角度。
步進電機缺乏反饋會限制其性能，因為步進電機只能驅(qū)動負載能力范圍內(nèi)的負載，否則負載下的失步可能會導(dǎo)致定位錯誤，并且系統(tǒng)可能必須重新啟動或重新校準。伺服電機的編碼器和控制器是額外的成本，但相對于基本電機的容量，它們可以優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能(在速度、功率和精度方面均達到最佳)。在大型系統(tǒng)中，強勁的電機占系統(tǒng)成本的比例越來越大，伺服電機具有優(yōu)勢。
伺服電機應(yīng)用電路介紹
伺服電機(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。
伺服可作為交流或直流電動機。初期一樣伺服直流電動機，因為只有類型的操縱大電流是通過序列連年。隨著晶體管成為能夠操縱大電流和開關(guān)的大電流在更高的頻率，交流伺服電機成為更常常地利用。初期伺服是專為伺服放大器。今天，一類是電機設(shè)計的應(yīng)用，籌措，可能利用伺服放大器或變頻操縱器，這意味著電動機可用于伺服系統(tǒng)在一個應(yīng)用程序，并利用變頻驅(qū)動器在另一應(yīng)用程度。有些公司還要求任何閉環(huán)系統(tǒng)，不利用步進電機問服系統(tǒng)，因此它是可能的一個簡單的交流感應(yīng)電機是連接到一個速度操縱器，被稱為伺服電機。
伺服電機可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅(qū)動系統(tǒng)，這標志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進入實用化階段。到20世紀80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個伺服裝置市場都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器(DSP)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進行，分別稱為直流伺服系統(tǒng)、三相永磁交流伺服系統(tǒng)。
直流伺服電動機
1、結(jié)構(gòu)：與直流電動機基本相同。為減小轉(zhuǎn)動慣量做得細長一些。
2、工作原理：與直流電動機相同。
3、供電方式：他勵。勵磁繞組和電樞由兩個獨立電源供電：
U1為勵磁電壓，U2為電樞電壓。
直流伺服電機的機械特性公式與他勵直流電機一樣：
由機械特性可知：
(1)U1(即磁通￠)不變時，一定的負載下，U2↑,n↑。
(2)U2=0時，電機立即停轉(zhuǎn)。
反轉(zhuǎn)：電樞電壓的極性改變，電機反轉(zhuǎn)。
交流伺服電機定子
該電機的定子為層壓結(jié)構(gòu)，其兩個繞組在空間中分別以90電氣角纏繞。被稱為主繞組的繞組電壓源(也稱為基準或固定相)被激發(fā)。另一個繞組稱為控制帶繞組(或控制相)，由可變控制電壓供電，該電壓與主繞組兩端的電壓相差90度?？刂齐妷河伤欧糯笃魈峁?。
交流伺服電機轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子通常為鼠籠式，直徑小，長度長，以保持盡可能低的機械慣性。為了獲得盡可能線性的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性，它具有高電阻。對于極低功率應(yīng)用，使用拖杯轉(zhuǎn)子(圖2)進一步降低了轉(zhuǎn)子的慣性。這種類型的轉(zhuǎn)子是鼠籠式轉(zhuǎn)子的一種特殊形式，其中導(dǎo)體為拖曳杯形，由非磁性導(dǎo)電材料(如銅、鋁或合金)制成。開槽轉(zhuǎn)子疊片由一組固定的環(huán)形疊片代替，這為磁通量提供了一個低磁阻路徑。
壽命長、重量輕、扭矩重量比高、可靠性高、無無線電噪聲、驅(qū)動電路簡單。交流伺服電機廣泛應(yīng)用于儀器伺服、計算機、跟蹤和制導(dǎo)系統(tǒng)、自平衡記錄儀、遠程定位設(shè)備、過程控制器、機器人、機床專用機床以及許多其他需要精確角運動的應(yīng)用中。
伺服電機的最好類型之一，是用數(shù)字比例遙控系統(tǒng)。實際上這些裝置是由三部份組成：
采用集成電路、伺服電機、減速齒輪盒電位器機構(gòu)。圖24是這種系統(tǒng)的方塊圖。電路的驅(qū)動輸入，是用周期為15ms而脈沖寬度為1~2ms的脈沖信號驅(qū)動。輸入脈沖的寬度，控制伺服機械輸出的位置。例如：1ms脈寬，位置在最左邊;1.5ms在中是位置，2ms在最右邊的位置
