一文搞懂伺服电机工作原理及直流和交流

伺服电机的工作原理与其背后的技术秘密。让我们一起揭开这神秘的面纱，深入了解伺服电机的核心原理。

伺服电机，这个在自动控制装置中担任执行元件的微特电机，它的功能是将电信号转化为转轴的角位移或角速度。那么，它是如何完成这一神奇转化的呢？

说起伺服电机的工作原理，首先要了解的是它的核心部分——伺服机制。这是一种使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标变化的自动控制系统。伺服电机的定位主要依靠脉冲，每当它接收到一个脉冲，就会按照对应的角度进行旋转，这就实现了位移的输出。

伺服电机不仅具有接收脉冲的功能，还能发出脉冲，形成闭环控制系统。这意味着系统可以精确知道发了多少脉冲给电机，又收回多少脉冲，从而精确控制电机的转动，实现精准定位。

深入伺服电机，我们又会发现两种主要的类型：直流伺服电机和交流伺服电机。

直流伺服电机分为有刷和无刷两种。有刷电机成本较低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，但维护相对复杂，对环境有一定要求。无刷电机则具有体积小、重量轻、出力大、响应快、速度高、惯量小、转动平滑、力矩稳定等特点。它的电子换相方式灵活，可以是方波换相或正弦波换相。

交流伺服电机则是无刷电机的一种，分为同步和异步电机。它的功率范围大，适用于低速平稳运行的应用。内部的转子是永磁铁，控制的U/V/W三相电形成电磁场，使转子在此磁场的作用下转动。伺服电机的精度取决于编码器的精度。

交流伺服电机与直流伺服电机在功能上的区别在于交流伺服电机的转矩脉动小，因为采用的是正弦波控制。而直流伺服电机则采用梯形波控制，虽然比较简单和便宜，但在某些场合可能不如交流伺服电机精确。

永磁交流伺服电机是近年来发展较快的一种电机。它的一些优点如无电刷和换向器，工作可靠，对维护和保养要求低；定子绕组散热方便；惯量小，易于提高系统的快速性等等，使其在许多应用场合成为首选。

至此，我们对伺服电机的工作原理以及直流和交流伺服电机的区别有了更深入的了解。这些复杂而精妙的技术原理保证了伺服的精确性和效率。下一期，我们将继续伺服电机的其他特性及应用领域，敬请期待！