淺談伺服電機

伺服電動機
伺服電動機（或稱執行電動機）是自動控制系統和計算裝置中廣泛應用的一種執行元件。其作用為把接受的電信號轉換為電動機轉軸的角位移或角速度。按電流種類的不同，伺服電動機可分為直流和交流兩大類。
一、交流伺服電動機
1、結構和原理
交流伺服電動機的定子繞組和單相異步電動機相似，它的定子上裝有兩個在空間相差90°電角度的繞組，即勵磁繞組和控制繞組。運行時勵磁繞組始終加上一定的交流勵磁電壓，控制繞組上則加大小或相位隨信號變化的控制電壓。轉子的結構形式籠型轉子和空心杯型轉子兩種。籠型轉子的結構與一般籠型異步電動機的轉子相同，但轉子做的細長，轉子導體用高電阻率的材料作成。其目的是為了減小轉子的轉動慣量，增加啟動轉矩對輸入信號的快速反應和克服自轉現象。空心杯形轉子交流伺服電動機的定子分為外定子和內定子兩部分。外定子的結構與籠型交流伺服電動機的定子相同，鐵心槽內放有兩相繞組。空心杯形轉子由導電的非磁性材料（如鋁）做成薄壁筒形，放在內、外定子之間。杯子底部固定于轉軸上，杯臂薄而輕，厚度一般在0.2—0.8mm，因而轉動慣量小，動作快且靈敏。
交流伺服電動機的工作原理和單相異步電動機相似，LL是有固定電壓勵磁的勵磁繞組，LK是有伺服放大器供電的控制繞組，兩相繞組在空間相差90°電角度。如果IL與Ik 的相位差為90°，而兩相繞組的磁動勢幅值又相等，這種狀態稱為對稱狀態。與單相異步電動機一樣，這時在氣隙中產生的合成磁場為一旋轉磁場，其轉速稱為同步轉速。旋轉磁場與轉子導體相對切割，在轉子中產生感應電流。轉子電流與旋轉磁場相互作用產生轉矩，使轉子旋轉。如果改變加在控制繞組上的電流的大小或相位差，就破壞了對稱狀態，使旋轉磁場減弱，電動機的轉速下降。電機的工作狀態越不對稱，總電磁轉矩就越小，當除去控制繞組上信號電壓以后，電動機立即停止轉動。這是交流伺服電動機在運行上與普通異步電動機的區別。
         
交流伺服電動機有以下三種轉速控制方式：
（1）幅值控制   控制電流與勵磁電流的相位差保持90°不變，改變控制電壓的大小。
（2） 相位控制  控制電壓與勵磁電壓的大小，保持額定值不變，改變控制電壓的相位。
（3）幅值—相位控制  同時改變控制電壓幅值和相位。交流伺服電動機轉軸的轉向隨控制電壓相位的反相而改變。
2 工作特性和用途
伺服電動機的工作特性是以機械特性和調節特性為表征。在控制電壓一定時，負載增加，轉速下降；它的調節特性是在負載一定時，控制電壓越高，轉速也越高。伺服電動機有三個顯著特點：
（1）啟動轉矩大　由于轉子導體電阻很大，可使臨界轉差率Ｓｍ＞１，定子一加上控制電壓，轉子立即啟動運轉．
（２）運行范圍寬　在轉差率從０到１的范圍內都能穩定運轉．
（３）無自轉現象　控制信號消失后，電動機旋轉不停的現象稱＂自轉＂．自轉現象破壞了伺服性，顯然要避免．
正常運轉的伺服電動機只要失去控制電壓后，伺服電動機就處于單相運行狀態。由于轉子導體電阻足夠大，使得總電磁轉矩始終是制動性的轉矩，當電動機正轉時失去Ｕｋ（控制電壓），產生的轉矩為負（０＜Ｓ＜１）。而反轉時失去UK，產生的轉矩為正（1〈S〈2時〉，不會產生自轉現象，可以自行制動，迅速停止運轉，這也是交流伺服電動機與異步電動機的重要區別。              

不同類型的交流伺服電動機具有不同的特點。籠型轉子交流伺服電動機具有勵磁電流較小、體積較小、機械強度高等特點；但是低速運行不夠平穩，有抖動現象。空心杯形轉子交流伺服電動機具有結構簡單、維護方便、轉動慣量小、運行平滑、噪聲小、沒有無線電干擾、無抖動現象等優點；但是勵磁電流較大，體積也較大，轉子易變形，性能上不及直流伺服電動機。
交流伺服電動機適用于0.1—100W小功率自動控制系統中，頻率有50Hz、400Hz等多種。籠型轉子交流伺服電動機產品為SL系列。空心杯形轉子交流伺服電動機為SK系列，用于要求運行平滑的系統中。
二、直流伺服電動機
直流伺服電動機的基本結構與普通他勵直流電動機一樣，所不同的是直流伺服電動機的電樞電流很小，換向并不困難，因此都不用裝換向磁極，并且轉子做得細長，氣隙較小，磁路不飽和，電樞電阻較大。按勵磁方式不同，可分為電磁式和永磁式兩種，電磁式直流伺服電動機的磁場由勵磁繞組產生，一般用他勵式；永磁式直流伺服電動機的磁場由永久磁鐵產生，無需勵磁繞組和勵磁電流，可減小體積和損耗。為了適應各種不同系統的需要，從結構上作了許多改進，又發展了低慣量的無槽電樞、空心杯形電樞、印制繞組電樞和無刷直流伺服電動機等品種。
電磁式直流伺服電動機的工作原理和他勵式直流電動機同，因此電磁式直流伺服電動機有兩種控制轉速方式：電樞控制和磁場控制。對永磁式直流伺服電動機來說，當然只有電樞控制調速一種方式。由于磁場控制調速方式的性能不如電樞控制調速方式，故直流伺服電動機一般都采用電樞控制調速。直流伺服電動機轉軸的轉向隨控制電壓的極性改變而改變。
直流伺服電動機的機械特性與他勵直流電動機相似，即n=n0-αT。當勵磁不變時，對不同電壓Ua有一組下降的平行直線。
直流伺服電動機適用于功率稍大（1—600W）的自動控制系統中。與交流伺服電動機相比，它的調速線性好，體積小，質量輕，啟動轉矩大，輸出功率大。但它的結構復雜，特別是低速穩定性差，有火花會引起無線電干擾。近年來，發展了低慣量的無槽電樞電動機、空心杯形電樞電動機、印制繞組電樞電動機和無刷直流伺服電動機，來提高快速響應能力，適應自動控制系統的發展需要，如電視攝象機、錄音機、X—Y函數記錄儀及機床控制系統等。

好的,
哪位可以解釋一下直線電機嗎

直線電動機
直線電動機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能的電力傳動裝置。它可以省去大量中間傳動機構，加快系統反映速度，提高系統精確度，所以得到廣泛的應用。直線電動機的種類按結構形式可分為；單邊扁平型、雙邊扁平型、圓盤型、圓筒型（或稱為管型）等；按工作原理可分為：直流、異步、同步和步進等。下面僅對結構簡單，使用方便，運行可靠的直線異步電動機做簡要介紹。
直線異步電動機的結構主要包括定子、動子和直線運動的支撐輪三部分。為了保證在行程范圍內定子和動子之間具有良好的電磁場耦合，定子和動子的鐵心長度不等。定子可制成短定子和長定子兩種形式。由于長定子結構成本高、運行費用高，所以很少采用。直線電動機與旋轉磁場一樣，定子鐵心也是由硅鋼片疊成，表面開有齒槽；槽中嵌有三相、兩相或單相繞組；單相直線異步電動機可制成罩極式，也可通過電容移相。直線異步電動機的動子有三種形式：
(1)磁性動子 動子是由導磁材料制成（鋼板），既起磁路作用，又作為籠型動子起導電作用。
(2)非磁性動子 ，動子是由非磁性材料（銅）制成，主要起導電作用，這種形式電動機的氣隙較大，勵磁電流及損耗大。
(3)動子導磁材料表面覆蓋一層導電材料，導磁材料只作為磁路導磁作用；覆蓋導電材料作籠型繞組。
因磁性動子的直線異步電動機結構簡單，動子不僅作為導磁、導電體，甚至可以作為結構部件，其應用前景廣闊。
直線異步電動機的工作原理和旋轉式異步電動機一樣，定子繞組與交流電源相連接，通以多相交流電流后，則在氣隙中產生一個平穩的行波磁場（當旋轉磁場半徑很大時，就成了直線運動的行波磁場）。該磁場沿氣隙作直線運動，同時，在動子導體中感應出電動勢，并產生電流，這個電流與行波磁場相互作用產生異步推動力，使動子沿行波方向作直線運動。若把直線異步電動機定子繞組中電源相序改變一下，則行波磁場移動方向也會反過來，根據這一原理，可使直線異步電動機作往復直線運動。
直線異步電動機主要用于功率較大場合的直線運動機構，如門自動開閉裝置，起吊、傳遞和升降的機械設備，驅動車輛，尤其是用于高速和超速運輸等。由于牽引力或推動力可直接產生，不需要中間連動部分，沒有摩擦，無噪聲，無轉子發熱，不受離心力影響等問題。因此，其應用將越來越廣。直線同步電動機由于性能優越，應用場合與直線異步電動機相同，有取代趨勢。直線步進電動機應用于數控繪圖儀、記錄儀、數控制圖機、數控裁剪機、磁盤存儲器、精密定位機構等設備中。

關于電機失步問題，我想深入了解一下
有那位前輩來講解一下^_^

"交流伺服電動機的定子繞組和單相異步電動機相似，它的定子上裝有兩個在空間相差90°電角度的繞組，即勵磁繞組和控制繞組。"---這對嗎？ 說的是直流電機吧？ 交流電機在使用矢量控制時，通過clark和park變換之后才解耦為勵磁和轉矩分量，對應假想的勵磁和力矩繞組...

有一點造詣~不錯~~以后多來點了~謝謝~
我大力頂頂頂~~

關于步進電動機失步請看http://www.kblhh.cn/gkong_bbs/dispbbs.asp?ID=28255

步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用下列方法來克服：

1.如果步進電機正好工作在共振區，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區；
2.采用帶有細分功能的驅動器，這是最常用的、最簡便的方法；
3.換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；
4.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，成本較高；
5.在電機軸上加磁性阻尼器，機械結構改變較大,比較麻煩。

請問是否有伺服電機關于旋轉變壓器方面的技術介紹

收藏。