与伺服电机的相关知识

伺服电机：是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。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。
　　伺服电机的作用：伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确。
　　伺服电机的分类：直流伺服电机和交流伺服电机。
　　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
　　直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
　　有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维
护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业
和民用场合。
　　无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。
控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维
护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
　　交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机控制工程网版权所有，目前运动控
制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，
且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
　　交流伺服电机的工作原理

U/V/W 三相电形成

电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器
根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度
（线数）。
　　交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？
　　交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服
比较简单，便宜。
　　永磁交流伺服电动机