伺服电机原理

　　一、交流伺服电动机

交流伺服电机的定子结构与电容分相单相异步电机基本相似。其定子配有两个位置相差90度的绕组，一个是励磁绕组Rf，始终接交流电压Uf；另一个是与控制信号电压Uc连接的控制绕组l。所以交流伺服电机也叫两个伺服电机。

交流伺服电机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电机具有调速范围宽、线性机械特性、无“自转”现象和快速响应性能，与普通电机相比，它应该具有转子电阻大和转动惯量小两个特点。目前广泛使用的转子结构有两种：一种是采用高电阻率导电材料制成的高电阻率导电棒的鼠笼式转子，为了减小转子的转动惯量，将转子做成细长形；另一种是铝合金制成的空心杯状转子，杯壁很薄，只有0.2-0.3 mm，为了减小磁路的磁阻，空心杯状转子内要放置一个固定的内定子。空心杯转子因其转动惯量小、响应快、运行稳定而得到广泛应用。

交流伺服电机没有控制电压时，只有励磁绕组产生的脉动磁场在定子中，转子静止。当存在控制电压时，定子中产生旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转。负载不变时，电机转速随控制电压变化，当控制电压相位相反时，伺服电机反转。

虽然交流伺服电机的工作原理与分相单相异步电机相似，但前者的转子电阻远大于后者，所以与单机异步电机相比，伺服电机有三个显著的特点：

　　1、起动转矩大

由于转子电阻较大，其转矩特性曲线如图3中的曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2明显不同。可以使临界滑差S0 > 1，不仅使转矩特性(机械特性)更加线性，而且具有更大的起动转矩。因此，当定子有控制电压时，转子立即旋转，具有启动快、灵敏度高的特点。

　　2、运行范围较广

　　3、无自转现象

伺服电机正常运行时，只要失去控制电压，电机立即停止运行。当伺服电机失去控制电压时，处于单相运行状态。由于转子的大电阻，定子和转子中以相反方向旋转的两个旋转磁场之间的相互作用产生了两个扭矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)和一个复合扭矩特性(T-S曲线)。

交流伺服电机输出功率一般为0.1-100W。电源频率为50Hz时，电压为36V、110V、220 V、380V；当电源频率为400Hz时，电压为20V、26V、36V、115V等。

交流伺服电机运行平稳，噪音低。但控制特性是非线性的，而且由于转子电阻大、损耗大、效率低，比同等容量的DC伺服电机更大更重，所以只适用于0.5-100W W的低功率控制系统

交流伺服电机原理？

伺服电机内部的转子是永磁体，由驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在这个磁场的作用下旋转。同时，电机的编码器将信号反馈给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值的比较来调整转子的旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度(行数)。

伺服电机控制伺服系统中机械元件运行的发动机。是辅助电机的间接变速装置。也称为执行电机，在自动控制系统中，它用作执行元件，将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度。它分为两类：DC伺服电机和交流伺服电机。其主要特点是当信号电压为零时，没有旋转现象，

无刷电机成本低，结构简单，起动转矩大，调速范围宽，容易控制，需要维护，但维护(换碳刷)方便，产生电磁干扰，对环境有要求。因此，它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小、重量轻、输出大、响应快、速度快、惯性小、转动平稳、扭矩稳定。控制复杂，容易实现智能化。其电子换向方式灵活，可以是方波换向，也可以是正弦波换向。该电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射低，使用寿命长，可用于各种环境。

交流伺服电机也是无刷电机，分为同步电机和异步电机。目前运动控制一般采用同步电机，功率范围大，可以实现大功率。惯性大，最大转速低，随功率增加迅速下降。所以适合低速稳定运行。