伺服电机的工作原理--

　　有些发明确实改变了我们使用某些东西的方式。一个这样的发明是伺服电机。幸运的是，这个小电机已经存在很长时间了！许多人不知道存在许多伺服电机应用。从打印机到玩具车，所有的东西都使用伺服电机。

　　伺服电机以其体积小、动态响应快、可控性强等优点受到广大用户的欢迎。虽然还有几种电机类型需要考虑，但伺服电机通常是最常用的电机，具有综合功能、节能、精度和强大的功能。

　　在更广泛的范围内，伺服电机可广泛应用于工业应用和机器人。让我们更详细地讨论伺服电机，以便您可以决定它是否值得考虑用于需要它的运动控制项目或应用程序。

　　什么是伺服电机--

　　伺服电机是带有位置反馈机构的闭环机构，用于控制旋转/线速度和位置。电信号控制电机，调整运动，并指定输出轴的最终指令位置。

　　伺服电机是如何工作的--

　　你有没有拿起一个小伺服电机，想知道它是如何工作的？这么小的东西怎么能驱动像玩具汽车这样简单的东西，或者像军事机器人这样复杂的东西？伺服系统的工作模式并不像你想象的那么复杂。如果您了解基本组件，您将了解这一点。

　　以下是构成闭环系统的不同部件的细分：

　　-电机：电机通过轴产生运动。

　　-反馈传感器：用于向控制单元反馈角度/线性位置、速度或电流值的传感器（编码器）。

　　-控制电路：串联电机电路使用电脉冲控制电机的运动。

　　-驱动齿轮s：该齿轮可提高或降低电机的速度和扭矩。

　　在我们解释伺服电机如何工作之前，了解什么是“闭环系统”很重要。为简单起见，闭环系统是一个全自动控制系统，其中控制动作取决于输出。非常简单，电机连接到反馈传感器。当电机旋转时，传感器提供反馈信息，允许控制电路调整轴的移动量和轴需要移动的方向。当轴移动到所需位置时，这称为命令位置。一旦电机轴处于所需位置，电机将停止供电。电脉冲通过信号线发送所需位置。

　　由于电机转速与实际位置和所需位置有关，因此，如果电机靠近该位置，电机转速将变慢；如果电机远离该位置，电机转速将变快。因此，电机将仅以完成请求任务所需的速度运行，从而使其非常高效。为了使伺服电机有效工作，建议使用外部电源。它很容易使用平均12/24伏的电源，这类似于用于为标准手机充电的电源。运行工业机器的大型伺服电机使用齿轮箱实现并保持正确的输出扭矩。

　　大多数伺服应用在齿轮比为5:1、10:1甚至高达100:1的情况下运行。伺服电机使用电磁阀产生扭矩。永磁体位于转子上，固定电磁铁环绕实际转子。因为伺服是一个矢量驱动的感应电机，它由旋转磁场而不是永久磁场驱动。伺服电机主要比便宜的同类产品更强大。凭借其高性能输出和能源效率，它们也非常耐用。

　　如何控制伺服电机--

　　伺服电机通过控制线发送电脉冲或可变宽度的脉宽调制（PWM）进行控制。通常，PWM信号将被控制以使电机以一定的速度、位置或输出扭矩旋转。在一般应用中，伺服电机只能选择一种控制功能。然而，最常见和广泛使用的控制类型是位置控制。在高精度应用中，绝对编码器可用于定义伺服电机的原点。控制IC将向电机发送相关PWM电流，以确定轴的位置。根据编码器提供的反馈信息，转子将最终旋转到所需位置。

　　例如，直流伺服电机使用脉冲进行位置控制。对于每个给定的脉冲，电机将以一定角度旋转。对于连续脉冲，伺服电机将根据脉冲频率计算的速度旋转，速度可达到12K rpm。只要定义了脉冲的频率，电机就会以稳定的速度或预定义的位置旋转。脉冲频率-时间曲线必须是平滑曲线，以便伺服电机能够准确地找到其目标位置。

　　当控制伺服电机的实际速度时，您应该知道它不是典型的速度控制。实际上，你只需要发送一个伺服连续位置信号。然后伺服系统尝试尽快到达该位置。通过发送一系列低频位置信号，可以轻松降低速度。

　　伺服电机效率--

　　无论您是出于简单的爱好还是更多的工业目的使用电机，节能都是首选方式。幸运的是，伺服电机非常节能。但是，是什么让伺服电机如此节能呢？

　　对于起动器，其设计和制造不同于步进电机。另一个关键区别是永磁体的强度。更强的磁铁可以很容易地将电机长度减少20%，然后同时将扭矩至少增加50%。磁电机通常具有较高的抗退磁能力。由于扭矩密度指的是发动机可能施加的最合理负载，因此高扭矩电机将提高伺服电机的效率。在大多数情况下，效率在曲线中。

　　由于扭矩曲线用于调整工作速度，电压的增加将增加工作速度范围。就工作速度而言，伺服电机在40%到90%的失速扭矩范围内非常有效。总之，伺服电机的效率应超过85%。这当然可以通过所使用的伺服应用程序来改变。

　　因此，在力矩电机方面，伺服必须更好。与其他更便宜的电机相比，伺服电机是通过将更多的导线缠绕到叠片中来制造的。这意味着齿之间的空间被填满。通常，油箱加注量越高，扭矩越大，效率越高。据估计，以这种方式制造电机可以将效率提高至少85%。

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