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什么是伺服電機
伺服電機：是在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機,，是一種補助馬達間接變速裝置,。伺服電機是可以連續(xù)旋轉的電－機械轉換器。作為液壓閥控制器的伺服電機,，屬于功率很小的微特電機,，以永磁式直流伺服電機和并激式直流伺服電機常用。
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,。
伺服電機的分類：直流伺服電機和交流伺服電機。
直流伺服電機的輸出轉速與輸入電壓成正比,，并能實現(xiàn)正反向速度控制,。具有起動轉矩大,，調速范圍寬,，機械特性和調節(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,，對周圍電子設備干擾小,。
直流伺服電機的輸出轉速/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/分的低速下,，甚至在長期堵轉的條件下工作,，故可直接驅動被控件而不需減速
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。
有刷電機成本低,，結構簡單,，啟動轉矩大，調速范圍寬,，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,，轉動速度低,，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,。
交流伺服電機的工作原理
伺服電機內部的轉子是永磁鐵,，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動,，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,，驅動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度,。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）,。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上有什么區(qū)別？
交流伺服要好一些,，因為是正弦波控制,，轉矩脈動小。直流伺服是梯形波,。但直流伺服比較簡單,，便宜。
永磁交流伺服電動機
20世紀80年代以來,，隨著集成電路,、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發(fā)展，永磁交流伺服驅動技術有了突出的發(fā)展,，各國*電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新,。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機,。90年代以后,，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅動。交流伺服驅動裝置在傳動領域的發(fā)展日新月異,。永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較,，主要優(yōu)點有：
⑴無電刷和換向器，因此工作可靠,，對維護和保養(yǎng)要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便,。
⑶慣量小,，易于提高系統(tǒng)的快速性,。
⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài)。
⑸同功率下有較小的體積和重量,。
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一,、控制精度不同
兩相混合步進電機距角一般為3.6°、 1.8°,，五相混合步進電機步距角一般為0.72 °,、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小,。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機,，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°,、0.9°,、0.72°、0.36°,、0.18°,、0.09°、0.072°,、0.036°,，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證,。以富士全數(shù)字式交流伺服電機為例,，對于帶標準2500線編碼器的電機而言，由于驅動器內部采用了四倍頻技術,，其脈沖當量為360°/10000=0.036°,。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈,，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒,。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
二,、低頻特性不同
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象,。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半,。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉非常不利,。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象,，比如在電機上加阻尼器,，或驅動器上采用細分技術等。
交流伺服電機運轉非常平穩(wěn),，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象,。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內部具有頻率解析機能（FFT）,，可檢測出機械的共振點,，便于系統(tǒng)調整。
三,、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,，且在較高轉速時會急劇下降，所以其工作轉速一般在300～600RPM,。交流伺服電機為恒力矩輸出,，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩,，在額定轉速以上為恒功率輸出,。
四、過載能力不同
步進電機一般不具有過載能力,。交流伺服電機具有較強的過載能力,。以富士交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉矩過載能力,。其大轉矩為額定轉矩的三倍,，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,，在選型時為了克服這種慣性力矩,，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象,。
五、運行性能不同
步進電機的控制為開環(huán),，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉的現(xiàn)象,，停止時轉速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度,，應處理好升,、降速問題。交流伺服系統(tǒng)為閉環(huán)控制,，驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,，控制性能更為可靠,。
六、速度響應性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒,。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,，以松下MSMA 400W交流伺服電機為例,，從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒,，可用于要求快速啟停的控制場合,。
綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機,。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機,。所以，在控制系統(tǒng)的設計過程中要綜合考慮控制要求,、成本等多方面的因素,，選用適當?shù)目刂齐姍C。
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