伺服电机工作原理

　　伺 服 电 机 原 理

 

　　一、交流伺服电动机

 

　　交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似

.其定

子上装有两个位置互差

90°的绕组，一个是励磁绕组 Rf，它始终接在交流电压

Uf 上；另一个是控制绕组 L，联接控制信号电压 Uc。所以交流伺服电动机又称两
个伺服电动机。

 

　　交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的
调速范围、线性的机械特性，无

“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机

相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有
两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，
为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯
形转子，杯壁很薄，仅

0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子

内放置固定的内定子

.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，

因此被广泛采用。

 

　　交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，
转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场
的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，
当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。

 

　　交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的
转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著
特点：

 

　　

1、起动转矩大 

　　由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图

3 中曲线 1 所示，与普通异步电动机

的转矩特性曲线

2 相比，有明显的区别。它可使临界转差率 S0＞1，这样不仅使

转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子
一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。

 

　　

2、运行范围较广 

　　

3、无自转现象 

　　正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电
动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相
反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（

T1－S1、T2－S2 曲

线）以及合成转矩特性（

T－S 曲线） 

　　交流伺服电动机的输出功率一般是

0.1-100W。当电源频率为 50Hz，电压有

36V、110V、220、380V；当电源频率为 400Hz，电压有 20V、26V、36V、115V 等
多种。

 

　　交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性，并且由于转子电
阻大，损耗大，效率低，因此与同容量直流伺服电动机相比，体积大、重量重，
所以只适用于

0.5-100W 的小功率控制系统。