伺服电动机
伺服电动机（或称执行电动机）是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。
其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度。按电流种类的不同，伺服
电动机可分为直流和交流两大类。

一、交流伺服电动机
1、结构和原理
交流伺服电动机的定子绕组和单相异步电动机相似，它的定子上装有两个在空间相差 90°
电角度的绕组，即励磁绕组和控制绕组。运行时励磁绕组始终加上一定的交流励磁电压，
控制绕组上则加大小或相位随信号变化的控制电压。转子的结构形式笼型转子和空心杯型
转子两种。笼型转子的结构与一般笼型异步电动机的转子相同，但转子做的细长，转子导
体用高电阻率的材料作成。其目的是为了减小转子的转动惯量，增加启动转矩对输入信号
的快速反应和克服自转现象。空心杯形转子交流伺服电动机的定子分为外定子和内定子两
部分。外定子的结构与笼型交流伺服电动机的定子相同，铁心槽内放有两相绕组。空心杯
形转子由导电的非磁性材料（如铝）做成薄壁筒形，放在内、外定子之间。杯子底部固定
于转轴上，杯臂薄而轻，厚度一般在 0.2—0.8mm，因而转动惯量小，动作快且灵敏。
交流伺服电动机的工作原理和单相异步电动机相似，LL 是有固定电压励磁的励磁绕组，
LK 是有伺服放大器供电的控制绕组，两相绕组在空间相差 90°电角度。如果 IL 与 Ik 的相
位差为 90°，而两相绕组的磁动势幅值又相等，这种状态称为对称状态。与单相异步电动
机一样，这时在气隙中产生的合成磁场为一旋转磁场，其转速称为同步转速。旋转磁场与
转子导体相对切割，在转子中产生感应电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生转矩，使
转子旋转。如果改变加在控制绕组上的电流的大小或相位差，就破坏了对称状态，使旋转
磁场减弱，电动机的转速下降。电机的工作状态越不对称，总电磁转矩就越小，当除去控
制绕组上信号电压以后，电动机立即停止转动。这是交流伺服电动机在运行上与普通异步
电动机的区别。
          
交流伺服电动机有以下三种转速控制方式：
（1

   

）幅值控制 控制电流与励磁电流的相位差保持 90°不变，改变控制电压的大小。

（2  

  

） 相位控制 控制电压与励磁电压的大小，保持额定值不变，改变控制电压的相位。

（3

—

  

）幅值 相位控制 同时改变控制电压幅值和相位。交流伺服电动机转轴的转向随控制

电压相位的反相而改变。
2 工作特性和用途
伺服电动机的工作特性是以机械特性和调节特性为表征。在控制电压一定时，负载增加，
转速下降；它的调节特性是在负载一定时，控制电压越高，转速也越高。伺服电动机有三
个显著特点：
（1）启动转矩大　由于转子导体电阻很大，可使临界转差率Ｓｍ＞１，定子一加上控制
电压，转子立即启动运转．
（２）运行范围宽　在转差率从０到１的范围内都能稳定运转．
（３）无自转现象　控制信号消失后，电动机旋转不停的现象称＂自转＂．自转现象破
坏了伺服性，显然要避免．
正常运转的伺服电动机只要失去控制电压后，伺服电动机就处于单相运行状态。由于转子
导体电阻足够大，使得总电磁转矩始终是制动性的转矩，当电动机正转时失去Ｕｋ（控
制电压），产生的转矩为负（０＜Ｓ＜１）。而反转时失去 UK，产生的转矩为正
（1〈S〈2 时〉，不会产生自转现象，可以自行制动，迅速停止运转，这也是交流伺服电动