伺服電機是閉環(huán)系統(tǒng)的一部分，由幾個部分組成，即控制電路、伺服電機、軸、電位器、驅(qū)動齒輪、放大器以及編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器。伺服電機是一種獨立的電氣設(shè)備，它以高效率和高精度旋轉(zhuǎn)機器的部件。該電機的輸出軸可以移動到普通電機所沒有的特定角度、位置和速度。伺服電機使用常規(guī)電機并將其與傳感器耦合以進行位置反饋。控制器是專門為此目的設(shè)計和使用的伺服電機中最重要的部分。伺服電機是一個閉環(huán)機構(gòu)，它結(jié)合了位置反饋以控制旋轉(zhuǎn)或線性速度和位置。電機由模擬或數(shù)字電信號控制，該電信號確定代表軸最終命令位置的運動量。一種編碼器用作提供速度和位置反饋的傳感器。該電路內(nèi)置于通常配備齒輪系統(tǒng)的電機外殼內(nèi)。 伺服電機的類型根據(jù)其應(yīng)用分為不同的類型，例如交流伺服電機和直流伺服電機。評估伺服電機有三個主要考慮因素。首先根據(jù)它們的電流類型 - 交流或直流，其次根據(jù)使用的換向類型，電機是否使用有刷，第三類考慮是電機旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)是同步還是異步。讓我們討論第一個伺服考慮。交流或直流考慮是電機的最基本分類，基于它將使用的電流類型。從性能的角度來看，交流電機和直流電機的主要區(qū)別在于控制速度的繼承能力。對于直流電機，速度與恒定負載的電源電壓成正比。而在交流電機中，速度由施加電壓的頻率和磁極數(shù)決定。雖然交流和直流電機都用于伺服系統(tǒng)，但交流電機將承受更高的電流，并且更常用于伺服應(yīng)用，例如機器人、在線制造和其他需要高重復(fù)性和高精度的工業(yè)應(yīng)用。有刷或無刷是下一步。直流伺服電機通過有刷機械換向、使用換向器或無刷電子換向。有刷電機通常更便宜且操作更簡單，而無刷電機更可靠、效率更高且噪音更小。換向器是一種旋轉(zhuǎn)電氣開關(guān)，它周期性地反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和驅(qū)動電路之間的電流方向。它由一個圓柱體組成，該圓柱體由轉(zhuǎn)子上的多個金屬接觸段組成。由碳等軟導(dǎo)電材料制成的兩個或多個稱為“電刷”的電觸點壓在換向器上，在換向器旋轉(zhuǎn)時與換向器的各部分滑動接觸。雖然伺服系統(tǒng)中使用的大多數(shù)電機都是交流無刷設(shè)計，但有刷永磁電機有時因其簡單和低成本而被用作伺服電機。伺服應(yīng)用中最常見的有刷直流電機類型是永磁直流電機。無刷直流電機用實現(xiàn)換向的電子方式取代了物理電刷和換向器，通常是通過使用霍爾效應(yīng)傳感器或編碼器。交流電機通常是無刷的，盡管有一些設(shè)計——例如通用電機，可以在交流或直流電源上運行，它們確實有刷子并且是機械換向的。最后要考慮的分類是伺服電機應(yīng)用將使用同步還是異步旋轉(zhuǎn)磁場。 雖然直流電機通常分為有刷或無刷電機，但交流電機通常通過其旋轉(zhuǎn)同步或異步磁場的速度來區(qū)分。如果我們從 AC-DC 考慮中回想一下，在交流電機中，速度由電源電壓的頻率和磁極數(shù)決定。該速度稱為同步速度。因此，在同步電動機中，轉(zhuǎn)子以與定子旋轉(zhuǎn)磁場相同的速度旋轉(zhuǎn)。然而，在異步電動機（通常稱為感應(yīng)電動機）中，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度比定子的旋轉(zhuǎn)磁場慢。然而，異步電動機的速度可以使用多種控制方法來改變，例如改變極數(shù)和改變頻率，僅舉幾例。直流伺服電機的工作原理是由直流電機、位置傳感裝置、齒輪總成和控制電路四大部件構(gòu)成。直流電機的所需速度取決于所施加的電壓。為了控制電機速度，電位器產(chǎn)生一個電壓，作為誤差放大器的輸入之一。在某些電路中，控制脈沖用于產(chǎn)生與電機所需位置或速度相對應(yīng)的直流參考電壓，并將其應(yīng)用于脈沖寬度電壓轉(zhuǎn)換器。脈沖的長度決定了施加在誤差放大器上的電壓作為產(chǎn)生所需速度或位置的所需電壓。對于數(shù)字控制，PLC或其他運動控制器用于根據(jù)占空比生成脈沖，以產(chǎn)生更精確的控制。反饋信號傳感器通常是電位器，通過齒輪機構(gòu)產(chǎn)生與電機軸****角度相對應(yīng)的電壓。然后在誤差比較放大器的輸入端施加反饋電壓值。放大器將由電位計反饋產(chǎn)生的電機當前位置產(chǎn)生的電壓與產(chǎn)生正電壓或負電壓誤差的電機所需位置進行比較。該誤差電壓被施加到電機的電樞上。隨著誤差的增加，施加到電機電樞的輸出電壓也會增加。只要存在誤差，比較放大器就會放大誤差電壓并相應(yīng)地為電樞供電。電機旋轉(zhuǎn)直到誤差變?yōu)榱恪Ｈ绻`差為負，則電樞電壓反轉(zhuǎn)，因此電樞以相反方向旋轉(zhuǎn)。交流伺服電機的工作原理基于兩種不同類型的交流伺服電機的結(jié)構(gòu)，它們是同步和異步（感應(yīng)）。同步交流伺服電機由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子由圓柱框架和定子鐵芯組成。圍繞定子芯纏繞的電樞線圈和線圈連接到導(dǎo)線，電流通過導(dǎo)線提供給電動機。轉(zhuǎn)子由永磁體組成，這與異步感應(yīng)型轉(zhuǎn)子的不同之處在于轉(zhuǎn)子中的電流是由電磁感應(yīng)的，因此這些類型被稱為無刷伺服電機。當定子磁場用電壓勵磁時，轉(zhuǎn)子跟隨定子的旋轉(zhuǎn)磁場以相同的速度或與定子的勵磁磁場同步，這就是同步型的來源。
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