伺服電動機也稱為執(zhí)行電動機或控制電動機。在自動控制系統(tǒng)中，伺服電動機是運行組件，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。伺服電動機，也稱為運行電動機，在自動控制系統(tǒng)中用作致動器，將接收到的電信號轉換為電動機軸的角位移或角速度輸出。它分為兩類：DC和AC伺服電機。主要特征是，當信號電壓為零時，沒有旋轉，并且隨著扭矩的增加，速度以恒定的速率降低。

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

自1980年代以來，永磁交流伺服電動機隨著集成電路，電力電子技術和交流變速驅動技術的發(fā)展，永磁交流伺服驅動技術得到了顯著發(fā)展。交流伺服電機和伺服驅動器的系列不斷改進和更新。交流伺服系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，而原有的直流伺服系統(tǒng)面臨著淘汰的危機。自1990年代以來，AC伺服系統(tǒng)已在世界許多國家商業(yè)化，它是具有全數(shù)字控制功能的正弦電動機伺服驅動器。交流伺服驅動器在傳動領域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動機比直流伺服電動機具有以下主要優(yōu)點。 ⑴沒有電刷和換向器，因此工作穩(wěn)定且?guī)缀醪恍枰S護。 to散發(fā)定子繞組的熱量更方便。 ⑶慣性小，系統(tǒng)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、交流伺服電動機

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

交流伺服電動機的轉子通常由鼠籠制成，但與普通電動機相比，使伺服電動機具有較寬的轉速范圍，線性機械性能，無“旋轉”現(xiàn)象，響應速度快。它應具有兩個特性：較大的轉子電阻和較小的慣性矩。目前有兩種類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(wěn)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

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

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

1.大啟動扭矩

由于轉子電阻大，所以轉矩特性曲線如圖3中的曲線1所示。與普通異步電動機的轉矩特性曲線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）更接近線性，而且還具有較大的啟動扭矩。因此，當在定子中產生控制電壓時，轉子立即旋轉，這具有快速啟動和高靈敏度的特性。

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(wěn)定運行。

3.無旋轉現(xiàn)象

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

圖4單相運行中的伺服電動機的轉矩特性

圖5是單相運行中的伺服電機的機械特性曲線。當負載恒定時，控制電壓Uc越高，轉速越高；而當控制電壓恒定時，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，電壓為36V，110V，220、380V;當電源頻率為400Hz時，電壓為20V，26V，36V，115V等。

交流伺服電機運轉平穩(wěn)，噪音低。但是，控制特性是非線性的，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(tǒng)。

二、直流伺服電動機

DC伺服電機的結構與普通DC電機相同，但結構越來越薄，以減小慣性矩。勵磁繞組和電樞由兩個獨立的電源供電。也有永磁體類型。即，極是永磁體。通常采用電樞控制。也就是說，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，其接線圖如圖6所示。

圖6直流伺服電機接線圖

直流伺服電動機的機械特性（n=f（T））與直流獨立勵磁電動機的機械特性相同，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。從圖中可以看出，當磁通量在特定負載轉矩下不變時，電樞電壓升高時電動機速度增加，反之，電樞電壓降低時電動機速度降低。當Uc=0時，電動機立即停止。要使電動機反轉，可以更改電樞電壓的極性。

圖7 n=DC伺服電動機的f（T）曲線

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