伺服电机的资料

什么是伺服电机？
伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属于功率很小的

 

微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。
　　直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大，调
速范围宽，机械特性和调节特性的线性度好，控制方便等优点，但换向电刷的磨损和易产生火花
会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰，因此灵敏度高，

 

死区小，噪声低，寿命长，对周围电子设备干扰小。
　　直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节，其机电时间常数一
般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机（如空心杯转子型、印刷绕组型、无

 

槽型）的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。
　　小功率规格的直流伺服电机的额定转速在 3000r/min 以上，甚至大于 10000r/min。因此作为液压
阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机（即低速直流伺服电机）可在几十转/分
的低速下，甚至在长期堵转的条件下工作，故可直接驱动被控件而不需减速
伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，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，

 

伺服和步进各有优缺点，都有彼此无法替代的特点：
    1、在控制精度上，我个人的想法一般情况下还是伺服优于步进，步进是有细分，但细分高于 40
以上还有实际意义吗？256 细分的步角已经出现大小步的现象了，如何谈精度？个人认为 40 以上
的细分已经不能作为定位了，只能为了加强运行的平滑性，而伺服电机可以通过外部的编码器分

 

辨率的加大来提高精度。
　　2、伺服在微动或定位保持上确实是一种动态的平衡，它是系统通过检测的位置信号进行的负
反馈 PID 调节，它低于一个编码器分辨率时的微动不响应，定位保持时也是动态的响应外部负载

 

而随时改变力矩以达到动态的静平衡，保持精度比步进差。
　　3、由于步进电机驱动通常带有细分，而停止时通常会停止在细分点也就是不是磁极点上，那
么停电后再次上电时驱动器不会按照停止时的各相电流进行分配，那么出现了步进电机重新上电

 

时通常会出现强烈的小振一下，也就是转子迅速与初始定子磁场对应，而伺服没有该现象。
　　4、关于响应时间，步进在其启动频率和加速允许的条件下确实可以做到比伺服快的多频繁正
反向启动停止，但其有严格的启动频率和加速要求，如果是高频启动，例如：单次的 0 到 1000 转/
分（普通步进只能几百转/分，举例按能达到高速的 3 相混合步进算），伺服从接到脉冲到整定结

 

束的时间会比步进的加速时间快。
　　5

 

、关于最高速和步进有丢步问题上：伺服优势明显。

　　6、伺服由于有 PID 调节，会有整定时间的问题，该时间会随速度的高低和负载的变化而变化，
该整定时间可控性差。整定时间与加减速时间不同，整定时间由系统 PID 增益、积分时间常数、设定

 

速度值等等因素影响。步进却没有整定时间的概念，加减速时间简单可控制。
　　7、转矩的控制上，步进的电机的转矩会随着速度的变化而明显改变，在高速区域会随着速度
的变化产生强烈的下降；伺服在额定转速内最大转矩为恒力矩输出，而且伺服可以进行力矩控制 ，

 

这是步进无法做倒的。