主頁 > 新聞動態（tài） > 伺服電機（jī）的工作（zuò）原理、使用特點及注意事項 2022-03-04

伺服電機的工作原理、使用特點及注意事項

伺（sì）服電機可以控（kòng）製速度，位置精度非常準（zhǔn）確，可以將電壓信號（hào）轉化為轉矩和轉速以驅動控製對象。伺服電機轉子轉速（sù）受輸入信號（hào）控製，並能快速反應，在自動控（kòng）製係統中（zhōng），用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高（gāo）等特性，可把所收到的電信號轉換成電動（dòng）機軸上的角（jiǎo）位移或角速（sù）度輸出。分（fèn）為直流和交流伺服電動機兩大類，其主（zhǔ）要特點是，當信（xìn）號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉（zhuǎn）矩（jǔ）的增加而勻速下降。
一、伺服（fú）電機工作原理：
1、伺服係統（servo mechanism）是使物體的位置、方位、狀（zhuàng）態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給（gěi）定值）的任意變化的自動控製係統。伺服主要（yào）靠脈（mò）衝（chōng）來定位，基本上可（kě）以這樣（yàng）理解（jiě），伺服電機接收到1個脈衝，就會旋轉1個脈衝對應的角（jiǎo）度，從而實現位移，因為（wéi），伺服電機本身具備發出脈衝的功能，所以伺服電機每旋轉一個角度，都會發出對應（yīng）數量的（de）脈衝，這樣，和伺服電機接受的脈衝形成了呼應，或（huò）者叫閉環，如此一（yī）來，係統就會（huì）知（zhī）道發了多少脈衝給（gěi）伺服電機（jī），同時又收（shōu）了多少脈衝回來，這樣，就能夠很精（jīng）確的控（kòng）製電（diàn）機的轉動，從（cóng）而實現（xiàn）精確的定位，可以（yǐ）達到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和（hé）無刷電機。有刷（shuā）電機成本低，結（jié）構簡（jiǎn）單，啟動轉矩（jǔ）大，調速範圍寬，控製容易，需要維護，但維護不方便（換碳刷），產（chǎn）生電磁幹擾，對環（huán）境（jìng）有要求。因此（cǐ）它可以用於對成本敏感的普通工業和民（mín）用（yòng）場合。
無刷電機體積小，重量輕，出力大，響（xiǎng）應快，速度高，慣量小，轉（zhuǎn）動平滑，力矩穩定。控（kòng）製複雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波（bō）換相或正弦波（bō）換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小（xiǎo），長壽（shòu）命，可用於各（gè）種環境。
2、交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電（diàn）機，運動控製中一般都用同步（bù）電機，它的功率範圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉動速度低，且隨著功率增（zēng）大而快速降低。因而適合做低（dī）速（sù）平穩運行的應用。
3、伺服電機內部的轉子是（shì）永磁鐵（tiě），驅（qū）動器控製的U/V/W三相電形成電磁場，轉子（zǐ）在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根（gēn）據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決（jué）定於編碼（mǎ）器的精度（線數）。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區別：交流伺服要好一些，因為是正（zhèng）弦（xián）波控製，轉矩脈動小。直（zhí）流（liú）伺服是梯形波。但直流伺服（fú）比（bǐ）較（jiào）簡單，便宜（yí）。
二（èr）、伺服（fú）電機有三（sān）個顯著特點（diǎn）： 　　
1、起動轉矩大：由於轉子電阻大，其轉矩特性曲線（xiàn）如圖3中曲線1所示，與普通異步電動機的轉矩特性（xìng）曲線2相比，有明（míng）顯的區別。它可使臨界轉差率S0＞1，這樣不僅使轉矩特性（機械特（tè）性）更接近於線性，而且具有較大的起動（dòng）轉矩。因此（cǐ），當定子一有控製電壓，轉子立即轉動，即具有起動（dòng）快、靈敏度高的特點。
2、運行範圍較廣
3、無自轉現象：正常運轉的伺服電（diàn）動機，隻要失去控製電壓，電機立即停止運轉。當伺服電動機失（shī）去控製電壓後，它處於單相（xiàng）運（yùn）行狀態，由於轉子電阻大，定子（zǐ）中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所（suǒ）產生的兩個轉矩特（tè）性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉矩特性（T－S曲線）交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為（wéi）50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當電源頻率為400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等多種。
交流伺服電動機運行平穩、噪音小（xiǎo）。但控製特性是（shì）非線（xiàn）性（xìng），並且由於轉子電阻大，損耗大，效率低，因此與同容（róng）量直流伺服電動機相（xiàng）比，體積大、重量重，所以隻適用於0.5-100W的小（xiǎo）功率控（kòng）製係（xì）統。

三、注（zhù）意事項：

1.伺服電機油和水的保（bǎo）護

A：伺服電機可以用在會受水或油滴侵襲的場所，但是它不（bú）是全防水或（huò）防（fáng）油的。因此，伺（sì）服電機不應當放置或使用在水中或油侵（qīn）的環境中。

B：如果伺服電機連接到一個減速齒（chǐ）輪，使用伺服電機時應當加油封，以防止減速齒輪的油進入伺服電機（jī）

C：伺（sì）服（fú）電機的電纜（lǎn）不要浸沒在油或水中（zhōng）。

2.伺服電機電纜→減輕應（yīng）力

A：確保電纜不因外（wài）部彎曲力或自身重量而受到力矩或垂直（zhí）負（fù）荷，尤其是在電（diàn）纜出口處（chù）或（huò）連接處。

B：在伺服電機移動的情況下，應（yīng）把電纜（就是隨電機配（pèi）置的那根）牢固地固定到一（yī）個靜止的部分（相對（duì）電機），並且應當用（yòng）一個裝在電纜支座裏的附加電纜來延長它，這樣彎曲應力可以（yǐ）減（jiǎn）到最小。

C：電纜的彎頭半徑（jìng）做到盡可能大。

3.伺服電機允許的軸端負載

A：確保在安裝和運（yùn）轉時加到伺服電機軸上的徑向和軸向負載控製在每種型號的規定值以（yǐ）內。

B：在安裝一個剛性（xìng）聯軸器時要格外小心，特別是（shì）過度的彎曲負載可能導致軸端和軸承的損壞或磨（mó）損