伺服電機是任何物理自動化過程中極其重要的單元。伺服電機無處不在，從工業過程自動化、CD驅動器到機器人。如果我們想自己使用伺服電機，了解什么是伺服電機及其工作原理是很重要的。因此，我們將首先研究機電方面，然后深入探討伺服電機的控制方面。

伺服電機又稱控制電機，是一種具有高轉矩能力和精確位置控制的電機。雖然伺服電機的工作原理與其他電機相同，但它們的設計、結構、工作方式和應用領域都有很大的不同。伺服電機有各種尺寸，從幾分之一瓦到數百瓦不等。在我們繼續之前，讓我們看看這些電機與其他電機有何不同。

·它們在所有速度下都能提供高扭矩，包括靜止時。

·它們可以保持一個靜止的位置。

·由于慣性矩小，它們可以快速切換旋轉方向。

·它們在低速或靜止時不會過熱。

·它們可以快速加速和減速。

·它們可以移動到任何給定的位置而不會漂移。

這些電機通常較窄（直徑較小，但長度較長）。這增加了它們的扭矩能力，并使慣性矩最小化，從而提高了它們的響應時間。

伺服電機根據電氣和機械方面進行分類。根據電氣方面：

　　1.直流伺服電機

這些電機通常是較小的永磁直流電機和較大的單獨勵磁直流電機。直流電機定子（靜止部分）裝有勵磁繞組，轉子（旋轉部分）裝有電樞繞組。勵磁繞組將產生磁場。我們知道，載流導體在磁場中會受到強迫。在這種情況下，作為載流導體繞組的電樞受到旋轉電樞的力。這里的控制可以通過控制通過勵磁繞組的電流或通過控制通過電樞導體的電流來實現。這基本上意味著我們控制導體上的力來控制直流伺服電機。

　　2.交流伺服電機

大多數交流伺服電機基本上是兩相鼠籠式感應電機，通常用于低功率應用。近年來，三相感應電動機系統已被改進用于大功率伺服應用，以取代大功率直流伺服系統。伺服電機的定子有兩個繞組，電信號之間的相移為90度（連續北極和南極之間的角度為180度）。一個繞組是由恒壓源供電的參考繞組。另一個繞組是控制繞組，根據控制策略，其具有與參考電壓頻率相同的可變電壓。電機的速度和轉矩由參考繞組和控制繞組之間的相位差控制。

根據機械方面，伺服電機分為位置旋轉伺服電機-也稱為半圓伺服，即其旋轉限制為180度。另一種是連續旋轉伺服，類似于位置伺服，但完全旋轉。還有一種稱為線性伺服的東西，它基本上是一種配備齒條和齒輪機構的位置旋轉伺服。

盡管上述服務器的結構和特性不同，但它們的控制機制幾乎相同。我們稱之為“伺服”。讓我們看看下圖，看看伺服如何始終“知道”其位置并達到其“應該”位置。

在該機構中，一對電位計用作誤差測量裝置，因為它們將參考位置和輸出位置之間的差值轉換為與其成比例的電壓。控制輸入}確定輸入電位計的位置，即參考位置。電位計電壓的差異在于誤差電壓（EV=EC-ER）通過增益K放大，并饋送至電機的電樞電路。電機在存在誤差電壓的情況下產生轉矩，并以減小誤差的方式旋轉負載。一旦輸出負載位置與參考位置相同，誤差電壓為零，電機停止。這就是伺服機構用來控制位置的方式。

因此，伺服電機負責對伺服電機進行精確控制，伺服電機良好的機電設計可以滿足高轉矩容量的要求。機械、電氣和控制設計的良好結合使伺服系統具有廣泛的實際應用。

文章來源：藤倉自動化


? ? ? ? ymf