伺服電機是什么？
伺服電動(dòng)機(servomotor)是伺服系統中控制機械部件運轉的發(fā)動(dòng)機，它是輔助電動(dòng)機的間接調速裝置。
伺服電機。
伺服電機。
該伺服電機能實(shí)現速度、位置的精確控制，能把電壓信號轉換成轉矩和轉速，從而驅動(dòng)控制對象。在自動(dòng)控制系統中，伺服電機轉子轉速由輸入信號控制，并能迅速響應，用作執行元件，并且具有機電時(shí)間常數小，線(xiàn)性度高，起始電壓低等特點(diǎn)，可將接收到的電磁波信號轉換為電機軸上的角位移或角速度輸出。分直流電機和交流伺服電機兩大類(lèi)，其主要特點(diǎn)是在信號電壓為零時(shí)無(wú)自轉現象，轉速隨轉矩的增大而減小。
隨動(dòng)電機工作原理。
主要依靠脈沖進(jìn)行伺服定位，基本上可以這樣理解，伺服電機收到一個(gè)脈沖，將會(huì )旋轉一個(gè)脈沖對應的角，從而實(shí)現位移。
由于伺服電機本身具有發(fā)射脈沖的功能，因此伺服電機每轉一角，就發(fā)出相應數目的脈沖，這樣，與伺服電機接收的脈沖或形成呼應，或稱(chēng)為閉環(huán)，這樣，系統就知道發(fā)送多少脈沖給伺服電機，同時(shí)又接收多少脈沖回電，因此，能非常精確地控制電機的轉動(dòng)，從而達到精確定位，可達0.001mm。
交流伺服式電機。
交流伺服電動(dòng)機定子的結構基本類(lèi)似于電容式單相異步電動(dòng)機.定子上有兩個(gè)位置互差90°的繞組，一個(gè)是勵磁繞組Rf，它總是接在交流電壓Uf上；另一個(gè)是控制繞組L，連接控制信號電壓Uc。因此，交流伺服電機也稱(chēng)為雙伺服電機。雖然交流伺服電動(dòng)機的轉子一般都做成鼠籠型，但是為了使伺服電動(dòng)機具有較寬的調速范圍，線(xiàn)性的機械特性，不會(huì )出現“旋轉”現象，性能也比較快，所以它應該具有電阻大、轉動(dòng)慣量小的特點(diǎn)?，F在使用較多的轉子結構有兩種形式：
二是用高電阻率導電材料制成的鼠籠轉子，其杯壁薄，僅0.2~0.3mm，為減小磁阻，可作細長(cháng)轉子；三是用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁薄，僅0.2~0.3mm，為減小磁阻，可作細轉子，為空心杯形轉子中的固定內定子。
在無(wú)控制電壓下，交流伺服電機定子中只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，而轉子是靜止的。在有控制電壓時(shí)，定子內部會(huì )產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)，轉子沿著(zhù)旋轉磁場(chǎng)的方向轉動(dòng)，在負載恒定的情況下，電機的轉速會(huì )隨著(zhù)控制電壓的變化而變化，當控制電壓的相位發(fā)生變化時(shí)，伺服電機就會(huì )倒轉。盡管交流伺服電機的工作原理與分相式單相異步電機相似，但前者轉子電阻較后者大，因此伺服電機與單相異步電機相比，具有三個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)：
起動(dòng)轉矩大由于轉子電阻大，其轉矩特性曲線(xiàn)如圖3中曲線(xiàn)1所示，與一般異步電機的轉矩特性曲線(xiàn)2相比，具有明顯的差別。該方法可以使臨界轉差率S0>1，既使轉矩特性(機械特性)更接近線(xiàn)性，又使啟動(dòng)轉矩更大。所以當定子一有控制電壓時(shí)，轉子立即轉動(dòng)，即啟動(dòng)快，靈敏度高。
二是運轉范圍大；
無(wú)自轉現象伺服電動(dòng)機正常運行時(shí)，只要失去控制電壓，電動(dòng)機即立即停止運行。伺服電機在失去控制電壓后，仍處于單相運行狀態(tài)，由于轉子電阻較大，在定子中兩個(gè)相反方向旋轉的旋轉磁場(chǎng)與轉子作用產(chǎn)生的兩個(gè)轉矩特性(T1-S1,T2-S2曲線(xiàn))和綜合轉矩特性(T-S曲線(xiàn))的交流伺服電機輸出功率一般在0.1W至100W之間。供電頻率為50Hz時(shí)，電壓可達36V,110V,220V,380V；供電頻率為400Hz時(shí)，電壓可達20V,26V,36V,115V等。電機運行平穩，交流伺服電機噪聲小。但是，控制特性是非線(xiàn)性的，而且由于轉子電阻大，損耗大，效率低，所以與同容量直流伺服電動(dòng)機相比，體積大，重量重，僅適用于0.5~100W的小功率控制系統。
直流伺服式電機。
交流伺服電動(dòng)機分為有刷電動(dòng)機和無(wú)刷電動(dòng)機。具有刷電機成本低、結構簡(jiǎn)單、啟動(dòng)轉矩大、調速范圍寬、控制容易、維護維護方便(換碳刷)、電磁干擾小、環(huán)保要求高。因而可應用于價(jià)格敏感的一般工業(yè)及民用場(chǎng)合。無(wú)刷電機體積小、重量輕、出力大、響應快、速度高、慣性小、轉動(dòng)平穩、力矩穩定。它的控制復雜，易于智能實(shí)現，電子換向方式靈活，可進(jìn)行方波換向或正弦波換向。電動(dòng)機免維護，工作效率高，工作溫度低，電磁輻射小，壽命長(cháng)，適用于各種環(huán)境。
交流伺服電動(dòng)機，分為同步電動(dòng)機和異步電動(dòng)機，目前運動(dòng)控制中普遍采用同步電動(dòng)機，其功率范圍大，能達到很大的功率輸出。大慣性矩，最大轉動(dòng)速度小，隨功率的增加而迅速減小。因此，適合于作低轉速的應用。
三是伺服電動(dòng)機內部的轉子是永磁鐵，由驅動(dòng)器控制U/V/W三相電構成電磁場(chǎng)，轉子在磁場(chǎng)的作用下轉動(dòng)，同時(shí)由電動(dòng)機自帶的編碼器反饋信號給驅動(dòng)器，驅動(dòng)器根據回饋值與目標值比較，調整轉子轉動(dòng)角度。伺服電機的精度取決于編碼器(線(xiàn)數)的精度。
隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對自動(dòng)化軟硬件設備的需求也在不斷增加，其中國內工業(yè)機器人市場(chǎng)一直保持穩定增長(cháng)，我國已成為全球需求最大的市場(chǎng)。同時(shí)，直接帶動(dòng)了伺服系統市場(chǎng)需求。日弘忠信供應的松下伺服電機系統將伺服控制技術(shù)完美地融入到集成式電機中，具有高精度、高穩定性和高速性。當前工業(yè)機器人普遍采用高啟動(dòng)轉矩、大轉矩和低慣量的交、直流伺服電機。其它如交流伺服電機、步進(jìn)電機等也可根據不同的應用要求應用于工業(yè)機器人。