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伺服電機（servo motor ）是指：

在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。

       伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

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伺服電機的控制方法：

1、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應5Nm的話，當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于2.5Nm時電機不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時電機反轉(zhuǎn)（通常在有重力負載情況下產(chǎn)生）。可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。應用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設備，轉(zhuǎn)矩的設定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。

2、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應用于定位裝置。

3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加整個系統(tǒng)的定位精度。

伺服電機相關(guān)

伺服電機的選型

1.系統(tǒng)精度：需綜合考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量、電動機類型、轉(zhuǎn)矩抖動等

2.電動機功率：負載方式及大小計算輸出力矩

3.電動轉(zhuǎn)速

4.選配剎車：剎車用來在電機停止時候鎖定位置，不讓電機由于外力作用發(fā)生運動；并非在運行時剎車。

5.過載能力

常見國產(chǎn)品牌：安川、臺達、研控、杰美康

伺服電機的反饋裝置

交流伺服電動機的運行需要角度位置傳感器，以確定各個時刻轉(zhuǎn)子磁極相對于定子繞組轉(zhuǎn)過的角度，從而控制電動機的運行。

光電編碼器在交流伺服電動機控制中起了三個方面的作用：

1.提供電動機定、轉(zhuǎn)子之間相互位置的數(shù)據(jù)

2.通過角編碼器測速，提供速度反饋信號

3.提供傳動系統(tǒng)角位移信號，作為位置反饋信號

伺服系統(tǒng)常用的檢測元件以光電編碼器為常見。

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選型計算

選型計算前，首先要確定的是機構(gòu)末端的位置和速度要求，再者確定傳動機構(gòu)。此時即可選擇伺服系統(tǒng)和對應的減速器。

選型過程中，主要考慮以下參數(shù)：

4.1.功率和速度根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和終負載的速度和加速度要求，計算電機所需功率和速度。值得注意的是，通常情況下需要結(jié)合所選電機的速度選取減速機的減速比。

在實際選型過程中，比如負載為水平運動，因為各個傳動機構(gòu)的摩擦系數(shù)和風載系數(shù)的不確定性，公式P=T*N/9549往往無法明確計算（無法計算扭矩的大小）。而在實踐過程中，也發(fā)現(xiàn)使用伺服電機所需功率處往往是加減速階段。所以，通過T=F*R=m*a*R可定量計算所需電機的功率大小和減速機的減速比（m：負載質(zhì)量；a：負載加速度；R：負載旋轉(zhuǎn)半徑）。

有以下幾點需要注意：

a) 電機的功率富余系數(shù)；

b) 考慮機構(gòu)的傳動效率；

c) 減速機的輸入和輸出扭矩是否達標，并有一定的安全系數(shù)；

d) 后期是否會有加大速度的可能性。公眾號機械知網(wǎng)：分享知識，傳播價值。

值得一提的是，在傳統(tǒng)行業(yè)中，例如起重機等行業(yè)，使用普通的感應電機驅(qū)動，加速度無明確要求，計算過程使用的是經(jīng)驗公式。

注：負載垂直運行，注意把重力加速度計算在內(nèi)。