Question

伺服电机工作原理

Answer 1

伺服电机中的“伺服”二字，从字面上理解，可作“伺候”与“服务”讲，“伺候”与“服务”者肯定要跟随其伺候与服务的对象咯，所以“伺服”的含义是“跟随”控制信号的意思。伺服电动机作为自动控制系统中跟随控制信号的执行元件，因此又称为“执行电动机”。伺服器对电机的作用就是提供一个电压大小可控，电压相位与励磁电压相差90度电角度的控制电压信号。
伺服电动机与普通异步电机的最大区别是转子电阻比较大，大到使发生最大电磁转矩的转差率Sm>1。其具体原理如下：
伺服电动机的结构实际上与普通两相交流异步电动机没有什么区别。伺服电动机的定子有两相相差120度电角度的交流绕组，分别称为励磁绕组和控制绕组，其转子就是普通的笼型异步电动机的鼠笼绕组。使用时，励磁绕组接单相交流电，在气隙产生脉振磁场，转子绕组不产生电磁转矩，电动机不工作。当控制绕组接上相位与励磁绕组相差90度电角度的交流电时，电动机的气隙便有旋转磁场产生，转子将产生电磁转矩转动。当控制绕组的控制电压信号撤除后，如果是普通电机，由于转子电阻较小，（根据双旋转理论）脉振磁场分解的两个旋转磁场各自产生的机械特性的合成结果是产生的电磁转矩大于零。因此，电机转子仍然保持转动，不能停止。而伺服电动机，由于转子电阻大，且大到使发生最大电磁转矩的转差率Sm>1。脉振磁场分解的两个旋转磁场各自产生的机械特性的合成结果是产生的电磁转矩小于零，也就是产生的电磁转矩是制动转矩，电机将在这个制动转矩作用下将很快停止转动。
伺服电机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机是加有反馈的闭环控制的电机，电机是鼠笼的，也许定子、转子形状不同有好几种类型。
但同步电机是没有反馈的开环电机。同步电机的转子是永磁的。
普通三相交流电机转子是鼠笼的没有磁性。这就是区别。
两者不是一个概念。
伺服电机可以是普通电机+编码器+伺服驱动器。靠伺服驱动器控制消除电机的滑差。所以无论有没有负载都很准确的达到所要的转速或位置。
同步电机在空载下可能同步，但负载超过一定量的时候就不能同步了。
伺服电机一般为永磁式同步电动机，驱动数控机床上的X/Y/Z轴台面，电机电机后带绝对编码器或增量编码器作为位置反馈。一般不使用鼠笼异步电动机。
数控机床上的主轴电机也带编码器，但分辨率没有伺服电机编码器的分辨率高，同时由于随动性能要求不高，一般使用鼠笼异步电动机，这样成本可以低一些。

Answer 2

伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降， 20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：

⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。

⑵定子绕组散热比较方便。

⑶惯量小，易于提高系统的快速性。

⑷适应于高速大力矩工作状态。

⑸同功率下有较小的体积和重量。

Answer 3

伺服电机的工作原理

Answer 4