什么是伺服電機？

      伺服電機（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。

      伺服電機可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

     伺服電機分為交流電機和直流電機。直流伺服電機分為有刷和無刷電機；交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機。伺服有絕對服從的執(zhí)行和適應性，主要是對比指令位置，速度，扭矩和當前位置，速度或扭矩有沒有偏差，有偏差就會通過PID放大最終通過輸出電流來驅(qū)動電機消除誤差。

     直流伺服電機的優(yōu)點和缺點：

優(yōu)點：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡單，使用方便，價格便宜。

缺點：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)

      交流伺服電機的優(yōu)點和缺點：

優(yōu)點：速度控制特性良好，在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制(取決于編碼器精度)，額定運行區(qū)域內(nèi)，可實現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無電刷磨損，免維護(適用于無塵、易爆環(huán)境)

缺點：控制較復雜，驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線。

伺服電機相對于其他電機(比如步進電機)的優(yōu)勢：

1.精度：實現(xiàn)位置、速度、扭矩閉環(huán)控制；克服了步進電機失步的問題；

2.轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速可達2000 ~ 3000轉(zhuǎn)/分；

3.適應性：抗過載能力強，能承受三倍額定扭矩負荷，特別適用于瞬時負荷波動和快速啟動要求的場合；

4.穩(wěn)定：低速運行穩(wěn)定，低速運行時不會出現(xiàn)類似步進電機的步進運行現(xiàn)象。適用于有高速響應要求的場合；

5.時效性：電機加減速動態(tài)對應時間短，一般在幾十毫秒以內(nèi)；

6.舒適度：發(fā)熱和噪音明顯降低。

簡單來說，你平時看到的普通電機，停電后會因為自身慣性轉(zhuǎn)一會兒再停下來。伺服電機和步進電機走走停停，反應非?？?。但是步進電機不同步。

伺服電機的應用領(lǐng)域太多了。只要有電源，對精度有要求，一般可能會涉及伺服電機。如機床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機器人、自動化生產(chǎn)線等對加工精度、加工效率和工作可靠性要求比較高的設(shè)備。

　　伺服電機的種類分類

伺服電機分為兩類：DC伺服電機和交流伺服電機，DC電機分為有刷和無刷。交流電機可分為異步和同步兩種。

有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（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。

無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝碗s，容易實現(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。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應用。

伺服電機的作用：

伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確。

直流伺服電機的輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓成正比，并能實現(xiàn)正反向速度控制。具有起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，控制方便等優(yōu)點，但換向電刷的磨損和易產(chǎn)生火花會影響其使用壽命。近年來出現(xiàn)的無刷直流伺服電機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)，其機電時間常數(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（如空心杯轉(zhuǎn)子型、印刷繞組型、無槽型）的時間常數(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（即低速直流伺服電機）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)動被控件而不需減速