伺服电机技术发展

传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是伺服电机单值的

;步进电

机一般为开环控制而无法准确定位，电机本身还有速度谐振区，

pwm 调速系统

对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以
其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，
在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。

 

目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦

波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。

 

对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电机功率放大部分，当天线

重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制
电机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电
动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多
的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使
用的较少。可控硅技术在上世纪

60～70 年代初得到快速的发展和广泛的应用，

但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成
驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功
放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面
主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。

 

放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直

流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，
若串接使用输入阻抗约

10 千欧，伺服电机一般为互补平衡对称输入，当系统输

入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安
时其输出可达

100v 以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服

电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是
很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。

 

而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的

放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光
电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的

a、b、c 三相应输出

的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功
放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的

a、b、c 三相变化的电流控制

电机转动，因此称为交流伺服电机

;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可

以是直流电压信号

(一般为±10v)，所以也有将其称为直流无刷电动机。 

对两种电机作过简单的试验比较：只要将系统原先的直流误差信号直接接

入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先
的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变，简
单比较两种方案的输出特性。