執(zhí)行電動機選擇的基本依據(jù)伺服系統(tǒng)設(shè)計通常從選擇執(zhí)行電動機開始。作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，應(yīng)能方便地實現(xiàn)連續(xù)地、平滑地、可逆調(diào)速，對控制信號反應(yīng)快捷，才能保證整個系統(tǒng)帶動被控對象按所要求的規(guī)律運動。
伺服系統(tǒng)應(yīng)看作是被控對象的一個組成部分，執(zhí)行電動機是伺服系統(tǒng)的一個重要組成部分，同時又要它驅(qū)動被控對象，因此它是伺服系統(tǒng)與被控對象相聯(lián)系的一個關(guān)鍵部件。執(zhí)行電動機必須適應(yīng)被控對象工作的特點與環(huán)境條件，它的機械結(jié)構(gòu)尺寸、安裝固定方式，必須與被控對象緊密配合，以求得總體的合理配置，便于安裝調(diào)整，便于使用維護。這些都關(guān)系到執(zhí)行電動機的選擇。在伺服系統(tǒng)應(yīng)用的許多場合，要想改換別種類型的執(zhí)行電動機，常會遇到機械結(jié)構(gòu)、體積重量、使用環(huán)境條件、電源配備的種類等方面的限制，使設(shè)計難以實現(xiàn)。
可用作伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的電動機種類很多，從大的類別看：有直流伺服電動機(他激的或承磁的)、直流力矩電動機、直流無刷電動機、兩相異步電動機、三相異步電動機、滑差電動機、同步電動機、各種步進電動機等等。由于它們調(diào)速方法不同、所需電源種類不同、驅(qū)動它們運轉(zhuǎn)的功率放大裝置更是多種多樣，因而它們的機械特性、調(diào)速特性、過載能力、線路的復(fù)雜程度、驅(qū)動功率的大小，以及構(gòu)成系統(tǒng)的總成本，都各不相同，需要認真地具體分析比較來確定。
選擇執(zhí)行電動機不能只停留在確定電動機的類別及其控制方式上，還必須確定具體型號與規(guī)格，需要作定量的核算。為此，要根據(jù)被控對象的運動形式(旋轉(zhuǎn)或直線運動)，運動的變化規(guī)律，運動負載的性質(zhì)和具體數(shù)量，運行工作體制(是長期連續(xù)運行或短時運行或間歇式運行)，結(jié)合系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標要求，作定量的分析。
伺服系統(tǒng)帶動被控對象運動，常常很難用簡單的數(shù)學(xué)表達式來描述，為便于工程設(shè)計計算，需作合理的簡化，首先應(yīng)將被控對象運動負載作必要的典型分解，以轉(zhuǎn)動形式為例，常見的典型負載有以下幾種：
1)干摩擦力力矩Te=｜ TC｜ signΩ式中，Ω表示負載轉(zhuǎn)動的角速度(rad／s)；sign為符號函數(shù)。
2)慣性轉(zhuǎn)矩Tj=jε式中，j為負載轉(zhuǎn)動慣量(kg·m?）ε為負載角加速度(rad／s?)。
3)粘性摩擦力矩Tb=CΩ式中，C為粘性摩擦系數(shù)(N·m·s)。
4)重力力矩TG=Gl式中，G表示負載重量(N)；L負載重心垂線到轉(zhuǎn)動中心的距離(m)。
5)彈性力矩TK=KθM式中，K為扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)(N·m／rad)；θm為負載轉(zhuǎn)動角度(rad)。
6)風阻力矩Tt=fΩ式中，f為風阻系數(shù)(N·m·s?)盡管伺服系統(tǒng)的負載特性多種多樣，其中大多數(shù)系統(tǒng)可用Tc和Tj兩種組合表示，有的需三種或多種典型負載的組合來表示。
以上典型負載與其運動參數(shù)(角速度或角加速度或角度)有關(guān)，如果被控對象的運動有規(guī)律，其角速度Ω(t)、角加速度ε(t)、角度θm(t)能用簡單的數(shù)學(xué)形式來表述，則定量分析系統(tǒng)負載的大小很方便。但多數(shù)被控對象的運動形態(tài)是隨機性的，很難用簡單的確定的格式來描述，工程上采取近似方法，或選取幾個有代表性的工況作定量分析計算。如長期運行時執(zhí)行電動機的發(fā)熱狀態(tài)，短時超載或系統(tǒng)極限運行時執(zhí)行電動機的承受能力，根據(jù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的要求檢驗執(zhí)行電動機的響應(yīng)能力等。
顯然，被控對象的運動是與執(zhí)行電動機的運動同時進行的。執(zhí)行電動機除了要克服被控對象所形成的負載外，還必須克服電動機自身的干摩擦力矩Trc(N·m)和電動機轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)矩Jrεr[式中，Jr(kg-m?)為電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，εr(rad／s?)為電動機轉(zhuǎn)動角加速度]。當執(zhí)行電動機與被控對象之間有變速傳動裝置時，還需要考慮傳動比i、傳動效率η和傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量JP(kg·m?)等因素被控對象的運動參數(shù)及負載特性需由用戶提出，而電動機的特性及其技術(shù)參數(shù)由生產(chǎn)廠家推出的產(chǎn)品目錄來提供。但電動機的種類多、型號多、生產(chǎn)廠家也多，所提供的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)也不一致。所用量綱也不統(tǒng)一，因此選執(zhí)行電動機作定量計算時，必須作相應(yīng)的換算。
例如LY系列永磁式直流力矩電動機產(chǎn)品目錄，列出電動機的輸出參數(shù)有：峰值堵轉(zhuǎn)力矩Tmb1****空載轉(zhuǎn)速nmo連續(xù)堵轉(zhuǎn)力矩Tcb1；對應(yīng)的電動機輸入?yún)?shù)有：峰值堵轉(zhuǎn)電流Imb1和電壓Um，連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流Icb1和電壓Uc；電動機自身的參數(shù)有：電勢系數(shù)ce，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量JT，電磁時間常數(shù)Ti。
需要指出的是：其中nmo是電樞電壓為Um時電動機的實際空載轉(zhuǎn)速，并不是理想空載轉(zhuǎn)速njonmo和Tmb1可以決定電壓為Um時電動機機械特性，并可求出電動機自身的摩擦力矩Trc如對于90LY54系列電動機，它的技術(shù)參數(shù)：Um=48V，Imb1=1．5A，nmo=450r／min，Icbl=O 86A，UC=27．4V，Ce=0.096V／(r／min)，ti=3ms，Tmb1=14kg·Cm=0，14×9.8=
將Um、Ce代人式(4-1)得
nio=500r／min再由式(4-2)得
連接nio和Tmb1直線，如圖4—3所示是電壓為Um的機械待性，它代表該電動機特性的極限，在橫坐標Tcbl點作平行于第一條機械特性的平行線，即得電壓為Uc時的電動機機械特性，它的空載轉(zhuǎn)速no為
這兩條機械特性就是電動機定量計算的依據(jù)。
此外，直流力矩電動機電樞電阻Ra為
電動機的反電勢常數(shù)Ke(V．s)為對應(yīng)90LY54電動機，其Ra=32Ω．Ke=0．9168V·s，電磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)K=0．9168N．m／A，即Km的數(shù)值等于Ke但量綱應(yīng)是N-m／A。這些數(shù)據(jù)對于進行定量分析，建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型都是重要的、必需的。
例如SZ系列直流伺服電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品手冊上給出電動機的輸出參數(shù)有額定轉(zhuǎn)矩Tnom額定轉(zhuǎn)速nnom、額定功率Pnom，輸人參數(shù)有電樞額定電壓unom、額定電流，Jnom、激磁電壓Uf和激磁電流if；電樞轉(zhuǎn)動慣量Jr，其他參數(shù)需要用以下關(guān)系估算：
電樞電阻
電樞電感
式中，np為電動機磁極對數(shù)。
電勢常數(shù)
轉(zhuǎn)矩常數(shù)
在ZK型封閉式直流伺服電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)中，有額定功率Pnom(kW)、額定電壓
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量
電動機自身的摩擦力矩Trc可以用下式估算：
在sL系列兩相異步電動機的技術(shù)參數(shù)中，有電動機輸人參數(shù)：頻率，(Hz)、激磁電壓uf(V)、額定控制電壓unom堵轉(zhuǎn)電流，Ib1(A)、每相輸入功率Pφ(w)；電動機輸出參數(shù)有額定輸入電壓Pnom(w)、空載轉(zhuǎn)速no(r／min)、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tbe(g·cm)；電動機自身參數(shù)有極對數(shù)P、電動機時間常數(shù)Tm(s)。
兩相異步電動機自身摩擦力矩很小，計算時可忽略。其額定轉(zhuǎn)矩Tnom=1／2Tbe×9．8，額定轉(zhuǎn)速
電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量
從產(chǎn)品手冊中所列數(shù)據(jù)可看出：兩相異步電動機的體積不小而輸出功率小，只適于功率很小的場合。但由于控制線路簡單，構(gòu)成系統(tǒng)的成本低，仍應(yīng)用很廣泛。
可供伺服系統(tǒng)用作執(zhí)行元件的直流電動機的類數(shù)很多，其控制線路也比較簡單，加上直流電動機的調(diào)速特性線性化、實現(xiàn)可逆調(diào)速很方便，過載能力較大，因而在伺服系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
三相異步電動機作為伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件還是近年來才出現(xiàn)，三相異步電動機本身成本低，性能穩(wěn)定，便于維護，為獲得較寬的調(diào)速范圍，需采用變頻調(diào)速等較復(fù)雜的控制線路，目前用異步電動機構(gòu)成伺服系統(tǒng)的總成本比直流伺服系統(tǒng)要高。但隨著電子產(chǎn)品價格的不斷下降，尤其是在中等功率特別是大功率的應(yīng)用場合，交流伺服系統(tǒng)有逐漸替代直流伺服系統(tǒng)的趨勢。
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