伺服電動(dòng)機也稱(chēng)為執行電動(dòng)機或控制電動(dòng)機。在自動(dòng)控制系統中，伺服電動(dòng)機是運行組件，其功能是將信號（控制電壓或相位）轉換為機械位移，即將接收到的電信號轉換為特定的轉速或角位移。馬達。容量通常為0.1-100W，常用容量小于30W。伺服電機分為直流和交流。伺服電動(dòng)機，也稱(chēng)為運行電動(dòng)機，在自動(dòng)控制系統中用作致動(dòng)器，將接收到的電信號轉換為電動(dòng)機軸的角位移或角速度輸出。它分為兩類(lèi)：DC和AC伺服電機。主要特征是，當信號電壓為零時(shí)，沒(méi)有旋轉，并且隨著(zhù)扭矩的增加，速度以恒定的速率降低。

交流伺服電機和無(wú)刷直流伺服電機之間的功能區別是什么？答：交流伺服更好，因為它是由正弦波控制的，并且轉矩脈動(dòng)很小。直流伺服是梯形波形。但是，DC伺服器更簡(jiǎn)單，更便宜。

自1980年代以來(lái)，永磁交流伺服電動(dòng)機隨著(zhù)集成電路，電力電子技術(shù)和交流變速驅動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅動(dòng)技術(shù)得到了顯著(zhù)發(fā)展。交流伺服電機和伺服驅動(dòng)器的系列不斷改進(jìn)和更新。交流伺服系統已經(jīng)成為現代高性能伺服系統的主要發(fā)展方向，而原有的直流伺服系統面臨著(zhù)淘汰的危機。自1990年代以來(lái)，AC伺服系統已在世界許多國家商業(yè)化，它是具有全數字控制功能的正弦電動(dòng)機伺服驅動(dòng)器。交流伺服驅動(dòng)器在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機比直流伺服電動(dòng)機具有以下主要優(yōu)點(diǎn)。 ⑴沒(méi)有電刷和換向器，因此工作穩定且幾乎不需要維護。 to散發(fā)定子繞組的熱量更方便。 ⑶慣性小，系統速度容易提高。 is適用于高速大扭矩的工作條件。 volume體積小，重量輕，作用力相同。

一、交流伺服電動(dòng)機

交流伺服電動(dòng)機定子的結構基本上類(lèi)似于電容器分相單相異步電動(dòng)機的結構，如圖1所示。定子配備兩個(gè)位置相差90°的繞組，一個(gè)是勵磁繞組Rf，始終連接到交流電壓Uf，另一個(gè)是控制繞組L，其連接到控制信號電壓Uc。因此，交流伺服電動(dòng)機也稱(chēng)為兩個(gè)伺服電動(dòng)機。

交流伺服電動(dòng)機的轉子通常由鼠籠制成，但與普通電動(dòng)機相比，使伺服電動(dòng)機具有較寬的轉速范圍，線(xiàn)性機械性能，無(wú)“旋轉”現象，響應速度快。它應具有兩個(gè)特性：較大的轉子電阻和較小的慣性矩。目前有兩種類(lèi)型的轉子結構被廣泛使用。一種是具有由高電阻導電材料制成的高電阻導電材料的鼠籠式轉子。轉子很細，可以減小轉子的轉動(dòng)慣量。一種是由鋁合金制成的空心杯形轉子。杯子的壁很薄，為0.2-0.3mm。必須放置固定的內部定子以減小磁路的磁阻。在空心杯形轉子中，如圖2所示。中空杯狀轉子由于慣性矩小，響應速度快，運行穩定而被廣泛使用。

圖1交流伺服電機示意圖

圖2中空杯轉子伺服電機的結構

當交流伺服電機沒(méi)有控制電壓時(shí)，定子中的勵磁繞組只會(huì )產(chǎn)生一個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng)，而轉子則是靜止的。存在控制電壓時(shí)，在定子中產(chǎn)生轉子磁場(chǎng)，旋轉磁鐵沿旋轉磁場(chǎng)的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動(dòng)機的速度根據控制電壓的大小而變化。當控制電壓的相位反轉時(shí)，伺服電動(dòng)機也反轉。

AC伺服電動(dòng)機的工作原理類(lèi)似于分相單相異步電動(dòng)機，但是前者的轉子電阻比后者大得多。與單相異步電動(dòng)機相比的特性：

1.大啟動(dòng)扭矩

由于轉子電阻大，所以轉矩特性曲線(xiàn)如圖3中的曲線(xiàn)1所示。與普通異步電動(dòng)機的轉矩特性曲線(xiàn)2相比，存在明顯的差異。這可以使臨界滑移率S0> 1，這不僅使扭矩特性（機械特性）更接近線(xiàn)性，而且還具有較大的啟動(dòng)扭矩。因此，當在定子中產(chǎn)生控制電壓時(shí)，轉子立即旋轉，這具有快速啟動(dòng)和高靈敏度的特性。

圖3伺服電機的轉矩特性

2.更大的工作范圍

如圖3所示，伺服電機可以在0到1的范圍內穩定運行。

3.無(wú)旋轉現象

如果伺服電機正常運行，則當控制電壓下降時(shí)，電機立即停止運行。伺服電機失去控制電壓后，進(jìn)入單相運行狀態(tài)。由于轉子電阻較大，兩個(gè)旋轉磁場(chǎng)在定子和轉子運動(dòng)的相反方向（T1-S1，T2-S2曲線(xiàn)）和兩個(gè)方向相反的方向上旋轉產(chǎn)生的兩個(gè)轉矩特性和組合轉矩特性如圖（TS曲線(xiàn)）所示。與典型的單相異步電動(dòng)機的轉矩特性不同（圖中的T"-S曲線(xiàn)）。此時(shí)的合成轉矩T為制動(dòng)轉矩，因此電動(dòng)機會(huì )快速停止運行。

圖4單相運行中的伺服電動(dòng)機的轉矩特性

圖5是單相運行中的伺服電機的機械特性曲線(xiàn)。當負載恒定時(shí)，控制電壓Uc越高，轉速越高；而當控制電壓恒定時(shí)，負載增加而轉速降低。

圖5伺服電機的機械特性

交流伺服電機的輸出功率通常為0.1-100W。當電源頻率為50Hz時(shí)，電壓為36V，110V，220、380V;當電源頻率為400Hz時(shí)，電壓為20V，26V，36V，115V等。

交流伺服電機運轉平穩，噪音低。但是，控制特性是非線(xiàn)性的，轉子電阻大，因此損失大，效率低，與相同容量的直流伺服電動(dòng)機相比，體積大且重量重。僅適用于0.5-100W的小型功率控制系統。

二、直流伺服電動(dòng)機

DC伺服電機的結構與普通DC電機相同，但結構越來(lái)越薄，以減小慣性矩。勵磁繞組和電樞由兩個(gè)獨立的電源供電。也有永磁體類(lèi)型。即，極是永磁體。通常采用電樞控制。也就是說(shuō)，勵磁電壓f是恒定的，設定磁通量Φ也是恒定值，控制電壓Uc添加到電樞，其接線(xiàn)圖如圖6所示。

圖6直流伺服電機接線(xiàn)圖

直流伺服電動(dòng)機的機械特性（n=f（T））與直流獨立勵磁電動(dòng)機的機械特性相同，并由下式表示。

n=Uc/KE？ Φ-Ra/KE？ KT？ Φ？ T

圖7顯示了不同控制電壓（Uc是額定控制電壓）下的DC伺服電機的機械特性曲線(xiàn)。從圖中可以看出，當磁通量在特定負載轉矩下不變時(shí)，電樞電壓升高時(shí)電動(dòng)機速度增加，反之，電樞電壓降低時(shí)電動(dòng)機速度降低。當Uc=0時(shí)，電動(dòng)機立即停止。要使電動(dòng)機反轉，可以更改電樞電壓的極性。

圖7 n=DC伺服電動(dòng)機的f（T）曲線(xiàn)

與交流伺服電動(dòng)機相比，直流伺服電動(dòng)機具有機械性能更嚴格，輸出更大，不旋轉以及啟動(dòng)轉矩較大的優(yōu)點(diǎn)。