一、伺服電機原理

伺服電機(servomotor)是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機。伺服電機可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

“伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思，“伺服電機”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機：在控制信號發出之前，轉子靜止不動，當控制信號發出時，轉子立即轉動；當控制信號消失時，轉子能即時停轉。因此伺服電機指的是隨時跟隨命令進行動作的一種電機，是以其工作性質命名的。

伺服主要靠脈沖來定位，伺服電機接收到一個脈沖就會旋轉一個脈沖對應的角度，從而實現位移。伺服本身帶有編碼器，具備發出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個角度，就會發出對應數量的脈沖。等于是把電機旋轉的詳細信息反饋回去，形成閉環。這樣的話，系統就會知道發了多少脈沖給電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣就能很精準的控制電機的轉動，實現非常精準的定位。

一、伺服電機分類

1、直流伺服

結構簡單控制容易。但從實際運行考慮，直流伺服電動機引入了機械換向裝置，成本高，故障多，維護困難，經常因碳刷產生的火花影響生產，會產生電磁干擾。而且碳刷需要維護更換。機械換向器的換向能力，也限制了電動機的容量和速度。

交流伺服

分為永磁同步伺服電機和異步伺服電機。目前運動控制基本都用同步電機。

永磁同步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）。特點如下：

1、控制速度非常快，從啟動到額定轉速只需幾毫秒；而相同情況下異步電機卻需要幾秒鐘。

2、啟動扭矩大，可以帶動大慣量的物體進行運動。

3、功率密度大，相同功率范圍下相比異步電機可以把體積做得更小、重量做得更輕。

4、運行效率高。

5、可支持低速長時間運行。

6、斷電無自轉現象，可快速控制停止動作。

7、控制和響應性能比異步伺服電機高很多。

三、伺服電機選型

1、電機轉矩

電機轉矩，簡單的說，就是轉動的力量的大小。也就是電機可以發出多大的力，轉矩是一種力矩，力矩在物理中的定義是：

力矩=力×力臂

這里的力臂就可以看成電機所帶動的物體的轉動半徑。如果電機轉矩太小，就帶不動所要帶的物體，也就是感覺電機的“勁”不夠大。

假設我們是采用滾珠絲桿使工件做平行移動：