伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补

助马达间接变速装置。

伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱

动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中

,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到

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,其主要特点是,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

。

1、伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、

状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主

要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲

对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电

机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了

呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了

多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以

达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启

动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),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。

2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同

步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着

功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

3、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

目标值进行比较,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)

。

交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦

波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

伺服电机与步进电机的性能比较

步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国

内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现

,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势

,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然

两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大

的差异。