是否需要使用伺服電機,？伺服電機的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)介紹,！
當(dāng)前的直流異步電機并沒有針對低慣量和高加速度反應(yīng)進行設(shè)計，是否使用伺服電機,？
一臺帶有反饋設(shè)備的異步電動機可以為特殊應(yīng)用提供更好的解決方案嗎,？看一看伺服電機和異步電機的定義和性能屬性，也許可以得到答案,。
伺服電機系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)不僅僅是一臺電機,，它是包含控制器、驅(qū)動,、電機和反饋設(shè)備的閉環(huán)運動系統(tǒng),，通常還帶有光學(xué)或者磁性編碼器。因為供應(yīng)商總是在做伺服電機的廣告,，人們就發(fā)生了概念混淆,。
“?伺服電機”是具有永磁（PM）的同步機器,，代表為有刷或者無刷永磁電機。它的性能屬性和其他的幾種電機類型不太一樣,。永磁同步電機擁有很高的峰值和連續(xù)扭矩,，可以用來在精確定位系統(tǒng)中以很高的加速度和減速度驅(qū)動伺服系統(tǒng)。扭矩通常和輸入電流成正比,，電機軸速和輸入電壓直接相關(guān),。輸入電壓越高，電機的速度也就越快,，扭矩/速度曲線是線性的,。
永磁結(jié)構(gòu)和電機的氣隙直接相連?？纯从来艧o刷電機的配置,，可動的轉(zhuǎn)子（具有永磁性）和固定的定子線圈在磁性上相互作用,，使電機具備扭矩和速度。三相定子域交替加強,，永磁轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)的定子同步,。一個特殊的電子溝通系統(tǒng)可以用來檢測轉(zhuǎn)子的位置以加強定子線圈。在精確定位系統(tǒng)中,，除了大多數(shù)汽
車應(yīng)用和系統(tǒng)中使用超大型電機之外,，都要選擇永磁無刷電機。當(dāng)用在閉環(huán)扭矩,、速度或者定位系統(tǒng)中,，永磁無刷電機只是一種伺服電機。
異步電機擁有和永磁無刷電機相同的物理定子,，但是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全不同,。鼠籠異步電機包括一系列鋁制或者銅制件，嵌入在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的凹槽中,，通過大型的短翼尾部連接,。這些轉(zhuǎn)子短板與定子旋轉(zhuǎn)域磁性耦合，感生出新的轉(zhuǎn)子域,，同定子相互作用以使轉(zhuǎn)子運動,。在同步定子、慢速轉(zhuǎn)子域和實際轉(zhuǎn)子速度之間存在一點微小差距,，這個速度差距導(dǎo)致了滑移,。輸入的頻率決定了電機速度。
舉例來說,，一臺60Hz的兩極交流電機空載速度可以達到3600rpm,，而四極交流電機的速度則低于1800rpm，并且依賴于滑移率,。隨著電機扭矩的增加,，滑移增加而速度下降。交流異步電機要增加扭矩,，代價是降低速度 ,，直到負載達到臨界點這時候電機速度突然降低到零。一個固有的交流電機性能特點是：它的初始扭矩很小,，而且當(dāng)電機啟動時沒有任何負載,。
這個固有的扭矩－速度性能,，隨著八十年代電動變頻器的出現(xiàn)而被徹底改變了,。變頻器的功能在于 ，使用可調(diào)或者可變的驅(qū)動重新確定扭矩－速度曲線,，以改變電壓和頻率,，從而使交流異步電動機成為系統(tǒng)速度之王,。
當(dāng)今的速度和定位系統(tǒng)：高性能驅(qū)動的持續(xù)進步 ，已經(jīng)使交流異步電機和永磁無刷電機以及相應(yīng)的驅(qū)動在市場上更具競爭力,，但是永磁無刷電機仍然統(tǒng)治著定位控制應(yīng)用,。除此而外，永磁無刷電機還在工廠里蠶食著直流有刷速度控制在1kw（1.37hp）或者更低瓦數(shù)應(yīng)用的市場,。
怎樣選擇：直流異步電機當(dāng)前不是為了低滯和高加速度響應(yīng)所設(shè)計,。它占據(jù)了從100瓦到100萬瓦的速度應(yīng)用的絕大部分市場份額。
除了在50kw（67hp）或者更大的系統(tǒng)之外,，都可以將永磁無刷電機用于伺服定位系統(tǒng),。在固定或者可變速度的系統(tǒng)里，則更多的使用交流異步電機,。通用的解決方案使很少見的,。其他的電機也還不錯 ，但是遠遠沒有經(jīng)典的交流異步電機和新興的永磁無刷電機這樣成功,。
伺服電機的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
其實伺服電機嚴(yán)格來說是一個電機系統(tǒng),，單獨的一臺電機并不能稱為伺服電機，電機與傳感器,、控制器共同組成的系統(tǒng),，是能夠完成比較精準(zhǔn)的位置、速度或力矩輸出的,，我們叫它伺服電機系統(tǒng),。下面我們分析了解伺服電機結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
伺服（servo）一詞源自拉丁文“Servus”,，本意為奴隸（slave）,，在這里意指依照命令執(zhí)行動作。我們前文也有提到,，伺服電機最大的特性是可對速度,、位置、力矩等根據(jù)需要進行較精確控制,。那么這種較精確控制又是怎么實現(xiàn)的呢,？
那我們就來介紹一下伺服電機的三環(huán)控制,，環(huán)即為負反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
最內(nèi)環(huán)是直接在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行的電流環(huán),，通過霍爾效應(yīng)傳感器檢測驅(qū)動器給電機各相的驅(qū)動電流大小，進行PID調(diào)節(jié),。電流環(huán)多用于控制電機轉(zhuǎn)矩,，在轉(zhuǎn)矩模式下響應(yīng)最快。
中間環(huán)是速度環(huán),，通過檢測電機編碼器的信號輸出來控制電機,。
最外環(huán)是位置環(huán),，可根據(jù)實際情況來選擇是在驅(qū)動器和電機編碼器之間還是在外部控制器和電機編碼器或最終負載之間構(gòu)建。
而之所以成為三環(huán)控制,，是因為它們之間相互聯(lián)結(jié)。電流環(huán)會根據(jù)速度環(huán)的指令快速而準(zhǔn)確控制電機,。速度環(huán)則會根據(jù)位置環(huán)的指令速度快速而準(zhǔn)確控制電機,，使得其不受負載影響,，并快速跟蹤指令速度的變化。位置環(huán)則是比較檢測信號與給定值,，輸出速度環(huán)的指令速度,，使執(zhí)行件位置與指令位置一致,。伺服電機的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),。
