伺服电机内部结构及其工作原理

伺服电动机单相运行时的转矩特是伺服电动机单相运行时的机械特性曲线。负载一定时，控制电压Uc愈高，转速也愈高，在控制电压一定时，负载增加，转速下降

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可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）。

伺服电机速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制，位置控制是通过发脉冲来控制。具体采用什么控制方式要根据客户的要求以及满足何种运动功能来选择。接下来，给大家介绍伺服电机的三种控制方式。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用速度或位置模式比较好。

伺服电机系统的使用环境需要考虑温度、湿度、粉尘、振动、输入电压5个因素。伺服电机系统需要定期清扫数控装置的散热换气系统。、伺服电机系统应经常检查数控装置上的冷却风扇是否正常工作。根据车间环境，尽量每六个月或每季度检查一次。伺服驱动器是控制伺服电机的控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流电机，是伺服电机系统的一部分，主要应用于高精度定位系统。伺服电机通常由位置、速度和扭矩控制，以实现高精度传动系统的定位。目前是传动技术的产品。

本实用新型包括安装支座、减速伺服电机、标准联轴器、旋转轴承座、旋转主轴、翻转盘、中心挡轮装置及配套机架，所述的安装支座I对称安装于配套机架上，其上设置减速电机座、旋转轴承座，所述的减速电机座上安装伺服减速电机，所述的伺服减速电机通过标准联轴器联接旋转主轴，所述的旋转主轴外端通过连接螺栓安装翻转盘，所述的翻转盘之中心与设置于中心挡轮装置上的中心挡轮之中心等高。两旋转主轴的中心位置可在装配时进行调整，通过控制系统，使两台伺服减速电机转动，铝锭会被翻转盘带动并因中心挡轮装置的阻挡而旋转，以达到翻转铝锭的使用。

工作原理：

1、伺服系统（servo

mechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。

2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，*转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

3、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）。

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

伺服电动机接线是伺服电动机安装中一项十分重要的工作：接线前应先了解设计图纸的接线电路图，接线时可按伺服电动机接线盒内的接线图接线。接线的方法各有不同。直流伺服电动机的接线一般在接线盒的盖子上示意有电路图，可以根据励磁形式和负载转向要求来选择其接线图。除被拖动的负载对转向有严格要求外，交流伺服电动机的接线即使各相接反时，只会使伺服电动机反转，而不会损坏伺服电动机。伺服电动机在接线之前，还应检查步进伺服电动机的绝缘，在接线之前完成对伺服电动机的单体调试检查，当伺服电动机符合现行规范要求时，再接外部线。流伺服电动机的励磁绕组和电枢绕组如果相互间接反，就可能使伺服电动机电枢带电时，励磁绕组不带电而失磁，使伺服电动机空载时可能飞车，重载时烧坏转子。因此，直流伺服电动机的电枢绕组和励磁绕组的外部接线不可相互间接错。

伺服电机保护器的常见类型1热继电器：普通小容量交流伺服电机，工作条件良好，不存在频繁启动等恶劣工况的场合；由于精度较差，不推荐使用。2电子型：检测三相电流值，整定电流值采用电位器或拔码开关，电路一般采用模拟式，采用反时限或定时限工作特性。保护功能包括过载、缺相、堵转等，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用数码管显示。3智能型：检测三相电流值，保护器使用单片机，实现伺服电机智能化综合保护，集保护、测量、通讯、显示为一体。整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据伺服电机具体情况在现场对各种参数修正设定；采用数码管作为显示窗口，或采用大屏幕液晶显示，能支持多种通讯协议，如ModBUS、ProfiBUS等，价格相对较高，用于较重要场合；高压伺服电机保护均采用智能型保护装置。4热保护型：在伺服电机中埋入热元件，根据电动机绕组的温度进行保护，保护效果好；但伺服电机容量较大时，需与电流监测型配合使用

有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。

在选择线性模组直线导轨时，我们应该根据我们的工作环境，选择适当的尺寸，在确保精度的情况下，选择较合适的产品。除此之外，导轨的正确安装和润滑防护也很重要。导向精度高：导向精度指的是运动件沿着导轨移动的直线性，以及与它有关的基面间相互位置的准确性。足够高的刚性：运动件所受到的外力，是由导轨面承受的，所以导轨应有足够高的刚性。

伺服电机可普通电机的主要区别是启、停快，这就要求它具有旋转惯量小，启动力矩大，制动迅速的特点；为了精确获得电机转子的位置，往往还带有与转子同轴的旋转编码器。伺服电机用途十分广泛，凡是需要精确定位的运动控制，都有可能用到伺服电机，如数控机床、舵机。

伺服电机一般与伺服驱动器、控制器（数控系统或其他电脑控制系统）配套使用，实现闭环控制。变频器一般用来控制普通感应电机，他无法像伺服电机系统做到精确定位和快速的反应。

伺服驱动器也可以看成一种伺服电源，就是快速响应的电源伺服电源也是稳压电源的一种，但是响应速度很快，能很高精度的保证电源的稳定性。这就是简单的双12V整流稳压电源，2端口到1端口，交流电经过整流滤波后直接送到三端稳压芯片进行稳压，其中HA17358对输出的电压进行比较，也可以用其他运放代替，其转换速率越高，响应的时间越快，最终反馈到三端稳压的地端，从而稳定输出电压，后续就是普通的电源滤波电路，最后输出稳定的双12V直流电。(伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可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。)