伺服電機(servomotor)是指在伺服系統,控制機械元件運轉的發動機,是輔助電機的間接變速裝置。可以使控制速度和位置精度非常精確,并且可以將電壓信號轉換成扭矩和轉速來驅動被控對象。轉子速度由輸入信號控制,可以快速響應。在自動控制系統中,作為執行機構使用,具有機電時間常數小、線性度高、啟動電壓高等特點。它可以將接收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度并輸出。它分為兩類:直流和交流。它的主要特點是信號電壓為零時,不存在自轉現象,轉速隨扭矩的增大而勻速下降。
伺服系統(servomechanism)是一種自動控制系統,能夠使輸出受控量(如物體的位置、方向和狀態)跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化。伺服主要靠脈沖定位?;究梢岳斫鉃樵诮邮盏矫}沖時,會旋轉一個與脈沖對應的角度,從而實現位移。因為其本身就有發送脈沖的功能,每旋轉一個角度就會發出相應數量的脈沖,都會被接受。系統會知道發送的脈沖有多少,同時接收回來的脈沖有多少,這樣就可以精確控制電機的旋轉,從而實現精確定位,可以達到0.001 mm。伺服電機也分為有刷和無刷兩種。無刷電機成本低,結構簡單,啟動扭矩大,調速范圍廣,容易控制,需要維護,但維護(更換碳刷)不方便,造成電磁干擾,需要環境。因此,可用于對成本敏感的常見工業和民用場合。
無刷電機體積小、重量輕、輸出大、響應快、速度快、慣性小、轉動平穩、扭矩穩定。控制復雜,容易實現智能化。其電子換向方式靈活,可以是方波換向,也可以是正弦波換向。電機免維護,效率高,工作溫度低,電磁輻射低,使用壽命長,可用于各種環境。
作為無刷電機的一種,同樣也分為同步和異步兩種電機。目前運動控制一般采用同步電機,功率范圍大,可以實現大功率。慣性大,最大轉速低,隨功率增加而迅速下降。因此適合低速穩定運行。
由于內部的轉子是永磁體,由驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在這個磁場的作用下旋轉。同時,電機提供的編碼器將信號反饋給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值的比較來調整轉子的旋轉角度。精度取決于編碼器的精度(行數)。
交流和直流伺服電機的功能區別在于,交流伺服更好,因為它由正弦波控制,轉矩脈動小。直流伺服則是通過梯形波控制,但在操作上更簡單價格也更便宜。