一、伺服電機原理

伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機。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，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。

“伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思，“伺服電機”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機：在控制信號發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動，當(dāng)控制信號發(fā)出時，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；當(dāng)控制信號消失時，轉(zhuǎn)子能即時停轉(zhuǎn)。因此伺服電機指的是隨時跟隨命令進行動作的一種電機，是以其工作性質(zhì)命名的。

伺服主要靠脈沖來定位，伺服電機接收到一個脈沖就會旋轉(zhuǎn)一個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移。伺服本身帶有編碼器，具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，就會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖。等于是把電機旋轉(zhuǎn)的詳細信息反饋回去，形成閉環(huán)。這樣的話，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣就能很精準的控制電機的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)非常精準的定位。

一、伺服電機分類

1、直流伺服

結(jié)構(gòu)簡單控制容易。但從實際運行考慮，直流伺服電動機引入了機械換向裝置，成本高，故障多，維護困難，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花影響生產(chǎn)，會產(chǎn)生電磁干擾。而且碳刷需要維護更換。機械換向器的換向能力，也限制了電動機的容量和速度。

交流伺服

分為永磁同步伺服電機和異步伺服電機。目前運動控制基本都用同步電機。

永磁同步伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。特點如下：

1、控制速度非?？欤瑥膯拥筋~定轉(zhuǎn)速只需幾毫秒；而相同情況下異步電機卻需要幾秒鐘。

2、啟動扭矩大，可以帶動大慣量的物體進行運動。

3、功率密度大，相同功率范圍下相比異步電機可以把體積做得更小、重量做得更輕。

4、運行效率高。

5、可支持低速長時間運行。

6、斷電無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，可快速控制停止動作。

7、控制和響應(yīng)性能比異步伺服電機高很多。

三、伺服電機選型

1、電機轉(zhuǎn)矩

電機轉(zhuǎn)矩，簡單的說，就是轉(zhuǎn)動的力量的大小。也就是電機可以發(fā)出多大的力，轉(zhuǎn)矩是一種力矩，力矩在物理中的定義是：

力矩=力×力臂

這里的力臂就可以看成電機所帶動的物體的轉(zhuǎn)動半徑。如果電機轉(zhuǎn)矩太小，就帶不動所要帶的物體，也就是感覺電機的“勁”不夠大。

假設(shè)我們是采用滾珠絲桿使工件做平行移動：