伺服电动机简介

　　定义伺服电动机是伺服系统中控制机械元件运行的辅助电动机间接变速装置，是可连续旋转的机电转换器(也称为执行电动机)。伺服电机通过控制速度、位置等，将应用程序接收到的电信号转换为电机轴上的角位移或角速度输出。

　　主要特点是信号电压为零时不存在自转现象，随着扭矩的增加转速均匀下降。

　　其作用：能使控制速度、位置精度非常精确。

　　伺服电动机分类

　　伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。

　　交流伺服电机也是无刷电机，分为同步电机和异步电机。目前运动控制中一般使用同步电机，功率范围大，可以获得很大的功率。惯性大，较大转速低，随着功率的增加而迅速减少。因此，非常适合低速顺利运行的应用程序。

　　直流伺服电机分为无刷电机和无刷电机。

　　1.无刷电机体积小，重量轻，力大，反应快，速度快，惯性小，旋转平稳，力矩稳定。控制复杂，容易智能化，电子交换方式灵活，可以进行方波交换或正弦波交换。电机不需要维护，效率高，工作温度低，电磁辐射少，使用寿命长，可用于多种环境。

　　2.刷电机成本低，结构简单，启动扭矩大，调速范围广，控制容易，需要维护，但维护方便(更换碳刷)，发生电磁干扰，对环境有要求。因此，可以用于费用高昂的一般工业和民间活动。

　　伺服电机和步进电机的性能比较

　　步进电机是开环控制系统，与现代数字控制技术有着本质的联系。步进电机和伺服电机的控制方法(脉冲串和方向信号)相似，但在使用性能和应用上存在很大差异。

　　1.控制精度不同

　　两相混合步进电机阶跃角一般为1.8、0.9、5相混合步进电机阶跃角一般为0.72、0.36。一些高性能步进电机通过细分使步角变小。三洋公司(SANYO DENKI)生产的两相混合步进电机的步进角度可通过拨开关设置为1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0

　　交流伺服电机的控制精度由电机轴背面的旋转编码器保证。对于三洋数字交流伺服电动机，具有标准2000线编码器的电动机，驱动器内部应用了4倍频率技术，脉冲当量为360/8000=0.045。对于带有17位编码器的电动机，驱动器每接收131072个脉冲电动机就旋转一圈。也就是说，脉冲当量为360/131072=0.0027466，步长角度为1.8的步进电机脉冲当量的1/655。

　　2.低频特性不同

　　步进电机在低速下容易发生低频振动现象。振动频率与负载条件和驱动器性能有关，一般认为振动频率是电动机空载起飞频率的一半。步进电机的工作原理决定的低频振动现象对机器的正常运行非常不利。步进电机在低速工作时，一般需要使用阻尼技术克服低频振动现象(例如，给电机添加阻尼器，或在驱动器中使用细分技术等)。

　　交流伺服电动机运行非常平稳，即使在低速下也不会发生振动。交流伺服系统具有涵盖机器刚度不足的共振抑制功能，系统内部具有频率分析功能(FFT)，可检测机器的谐振点，便于系统调整。

　　3.力矩频率特性不同

　　步进电机的输出力矩随着转速的提高而下降，在高转速下急剧下降，因此较高工作速度一般为300~600RPM。交流伺服电动机是恒定力矩输出。这意味着可以在额定速度(通常为2000RPM或3000RPM)内输出额定扭矩，额定速度以上为一定功率输出。