什么是伺服電機(jī)？
伺服電機(jī)：是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置,。伺服電機(jī)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器。作為液壓閥控制器的伺服電機(jī),，屬于功率很小的微特電機(jī),，以永磁式直流伺服電機(jī)和并激式直流伺服電機(jī)最為常用。
伺服電機(jī)的作用：伺服電機(jī)可使控制速度,，位置精度非常準(zhǔn)確,。
伺服電機(jī)的分類：直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。

直流伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓成正比,，并能實(shí)現(xiàn)正反向速度控制,。具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬,，機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好,，控制方便等優(yōu)點(diǎn)，但換向電刷的磨損和易產(chǎn)生火花會(huì)影響其使用壽命,。近年來出現(xiàn)的無刷直流伺服電機(jī)避免了電刷摩擦和換向干擾,，因此靈敏度高，死區(qū)小,，噪聲低,，壽命長，對周圍電子設(shè)備干擾小,。
　　直流伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速/輸入電壓的傳遞函數(shù)可近似視為一階遲后環(huán)節(jié),，其機(jī)電時(shí)間常數(shù)一般大約在十幾毫秒到幾十毫秒之間。而某些低慣量直流伺服電機(jī)（如空心杯轉(zhuǎn)子型,、印刷繞組型,、無槽型）的時(shí)間常數(shù)僅為幾毫秒到二十毫秒,。
　　小功率規(guī)格的直流伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速在3000r/min以上，甚至大于10000r/min,。因此作為液壓閥的控制器需配用高速比的減速器,。而直流力矩伺服電機(jī)（即低速直流伺服電機(jī)）可在幾十轉(zhuǎn)/分的低速下，甚至在長期堵轉(zhuǎn)的條件下工作,，故可直接驅(qū)動(dòng)被控件而不需減速,。

直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。　
　　有刷電機(jī)成本低,，結(jié)構(gòu)簡單,，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬,，控制容易,，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷）,，產(chǎn)生電磁干擾,，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合,。
　　無刷電機(jī)體積小,，重量輕，出力大,，響應(yīng)快,，速度高，慣量小,，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜,，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活,，可以方波換相或正弦波換相,。電機(jī)免維護(hù)，效率很高,，運(yùn)行溫度低,，電磁輻射很小，長壽命,，可用于各種環(huán)境,。
　　交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī),，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī),，它的功率范圍大,，可以做到很大的功率。大慣量,，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低,，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用,。

交流伺服電機(jī)的工作原理
　　伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場,，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。
　　交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上有什么區(qū)別,？
　　交流伺服要好一些,，因?yàn)槭钦也刂疲D(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,。直流伺服是梯形波,。但直流伺服比較簡單，便宜,。
　　

永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)
　　20世紀(jì)80年代以來,，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展,，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī),。90年代以后，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng),。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異,。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有：
　?、艧o電刷和換向器,，因此工作可靠，對維護(hù)和保養(yǎng)要求低,。
　?、贫ㄗ永@組散熱比較方便。
　?、菓T量小,，易于提高系統(tǒng)的快速性,。
　　⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài),。
　?、赏β氏掠休^小的體積和重量。

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較
步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置,，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系,。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī),。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較,。

一、控制精度不同

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6°,、 1.8°,，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°,。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小,。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為0.09°,；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°,、0.9°、0.72°,、0.36°,、0.18°、0.09°,、0.072°,、 0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角,。

交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證,。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言,，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒,。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。

二,、低頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象,。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半,。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利,。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,，比如在電機(jī)上加阻尼器,，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。

交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,，可涵蓋機(jī)械的剛性不足,，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測出機(jī)械的共振點(diǎn),，便于系統(tǒng)調(diào)整,。

三、矩頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi),，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出,。

四,、過載能力不同

步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力,。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍,，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩,。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象,。

五,、運(yùn)行性能不同

步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,，所以為保證其控制精度,，應(yīng)處理好升、降速問題,。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,，驅(qū)動(dòng)器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,，控制性能更為可靠。

六,、速度響應(yīng)性能不同

步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒,。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例,，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,，可用于要求快速啟停的控制場合。

綜上所述,，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī),。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求,、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī),。
交流伺服電機(jī)原理,。

交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似，其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組,，一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf,，它始終接在交流電壓Uf上；另一個(gè)是控制繞組L,，聯(lián)接控制信號電壓Uc,。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
　　交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,，但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍,、線性的機(jī)械特性，無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能,，它與普通電動(dòng)機(jī)相比,，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,，轉(zhuǎn)子做得細(xì)長,；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁很薄,，僅0.2-0.3mm,，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子,，空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),，因此被廣泛采用,。
　　交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場,，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng),。當(dāng)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場,，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn),，在負(fù)載恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,，當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn),。

電動(dòng)機(jī)選型參考：
在購置電動(dòng)機(jī)時(shí)怎樣選型,，如何來選則！
下面我就這方面涉及的問題作出以下的介紹,，希望對您有所幫助,！
首先，就是電機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇:
我們主要是根據(jù)使用環(huán)境來選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式:
1.在正常環(huán)境條件下,一般采用防護(hù)式電動(dòng)機(jī);在粉塵較多的工作場所,采用封閉式電動(dòng)機(jī);
2.在濕熱帶地區(qū)或比較潮濕的場所,盡量采用濕熱帶型電動(dòng)機(jī);
3.在露天場所使用,采用戶外型電動(dòng)機(jī),若有防護(hù)措施,也可采用封閉式或防護(hù)式電動(dòng)機(jī);
4.在高溫工作場所,應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度,選用相應(yīng)絕緣等級的電動(dòng)機(jī),并加強(qiáng)通風(fēng)改善電動(dòng)機(jī)工作條件;
5.在有爆炸危險(xiǎn)場所,必須選用防爆型電動(dòng)機(jī);
6.在有腐蝕氣體的場所,應(yīng)選用防腐式電動(dòng)機(jī).

其次,是對電動(dòng)機(jī)類型的選擇：
不需要調(diào)速的機(jī)械裝置應(yīng)優(yōu)先選用籠型異步電動(dòng)機(jī);
對于負(fù)載周期性波動(dòng)的長期工作機(jī)械,宜用繞線型異步電動(dòng)機(jī);
需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)及獲得穩(wěn)定的工作速度時(shí),優(yōu)先選用同步電動(dòng)機(jī);
只需要幾種速度,但不要求調(diào)速時(shí),選用多速異步電動(dòng)機(jī),采用轉(zhuǎn)換開關(guān)等來切換你所需要的工作速度;
需要大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的機(jī)械,宜選用直流電動(dòng)機(jī);
起制動(dòng)和調(diào)速要求較高的機(jī)械,可選用直流電動(dòng)機(jī)或帶調(diào)速裝置的交流電動(dòng)機(jī);
需要自動(dòng)伺服控制的情況下,，需要選擇伺服電機(jī),。

再其次,我們來看看電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)符合機(jī)械傳動(dòng)的要求。在市電標(biāo)準(zhǔn)頻率(50HZ)作用下,由于磁極對數(shù)不同,異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有3000ｒ/min,500 r/min,1000r/min,750/r/min,600r/min等幾種.由于存在轉(zhuǎn)差率,其實(shí)際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速低2-5%.

因此,選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速方法如下：
對于不需要調(diào)速的機(jī)械,，一般選用與之轉(zhuǎn)速接近的電機(jī),，這樣電機(jī)就可以方便地與機(jī)械轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器直接連接；
對于不需調(diào)速的低轉(zhuǎn)速的傳動(dòng),一般選用稍高轉(zhuǎn)速的電機(jī),通過減速機(jī)來傳動(dòng),但電機(jī)轉(zhuǎn)速不應(yīng)過高.一般,可優(yōu)先選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電機(jī),因?yàn)樵谶@個(gè)轉(zhuǎn)速的電機(jī)適應(yīng)性最好;
您的機(jī)械裝置的輸出轉(zhuǎn)速比較低而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速又很高那怎么辦?
那您就要考慮使用帶減速器的電機(jī)(馬達(dá))或者和減速機(jī)配套使用!建議您選用進(jìn)口的品牌電機(jī)及減速機(jī),因?yàn)閲獾募夹g(shù)較好地解決了電機(jī),、減速機(jī)體積外型大的問題,。進(jìn)口機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小,，質(zhì)量好,，在這點(diǎn)上有突出的優(yōu)點(diǎn)！
對于需要調(diào)速的機(jī)械,電機(jī)最高轉(zhuǎn)速應(yīng)與機(jī)械最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng),可以直接傳動(dòng)或通過減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng).
還有，您也可以考慮使用變頻器來拖動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速,，這樣既節(jié)能又可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伺服控制,！
最后，我們來看下電動(dòng)機(jī)容量的選擇：電機(jī)容量說明它的帶負(fù)載抗過載的能力,。
一般情況下,，我們可以選取比較高的容量，這樣電機(jī)的抗過載性能會(huì)更好些,！