伺服電機有哪些分類,？伺服電機選型要求介紹！伺服電機是自動控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機,，其功能是將電信號轉換成轉軸的角位移或角速度,。
伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類
交流伺服電機的基本構造與交流感應電動機(異步電機)相似。 在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf,，接恒定交流電壓,，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達到控制電機運行的目的,。 交流伺服電機具有運行穩(wěn)定,、可控性好、響應快速,、靈敏度高以及機械特性和調節(jié)特性的非線性度指標嚴格(要求分別小于10%～15%和小于15%～25%)等特點,。
直流伺服電機基本構造與一般直流電動機相似,。電機轉速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E為電樞反電動勢,，K為常數,，j為每極磁通，Ua,、Ia為電樞電壓和電樞電流,，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變φ,，均可控制直流伺服電動機的轉速,，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動機中,，勵磁繞組被永久磁鐵所取代,，磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調節(jié)特性及快速的時間響應,。
直流伺服電機的優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：速度控制精確,，轉矩速度特性很硬，控制原理簡單,，使用方便,，價格便宜,。
缺點：電刷換向，速度限制,，附加阻力,，產生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)
交流伺服電機的優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：速度控制特性良好，在整個速度區(qū)內可實現平滑控制,，幾乎無振蕩,，90%以上的高效率，發(fā)熱少,，高速控制,，高精確度位置控制(取決于編碼器精度)，額定運行區(qū)域內,，可實現恒力矩,，慣量低，低噪音,，無電刷磨損,，免維護(適用于無塵、易爆環(huán)境)
缺點：控制較復雜,，驅動器參數需要現場調整PID參數確定,，需要更多的連線。
直流伺服電機分為有刷和無刷電機
有刷電機成本低,，結構簡單,，啟動轉矩大，調速范圍寬,，控制容易,，需要維護，但維護方便(換碳刷),，產生電磁干擾,，對使用環(huán)境有要求，通常用于對成本**的普通工業(yè)和民用場合,。
無刷電機體積小重量輕,，出力大響應快，速度高慣量小,，力矩穩(wěn)定轉動平滑,，控制復雜，智能化,，電子換相方式靈活,，可以方波或正弦波換相,，電機免維護,，高效節(jié)能,，電磁輻射小，溫升低壽命長,，適用于各種環(huán)境,。
交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機,，目前運動控制中一般都用同步電機,，其功率范圍大，功率可以做到很大,，大慣量,，**轉速低，轉速隨功率增大而勻速下降,，適用于低速平穩(wěn)運行場合,。伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發(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，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象,。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,，并能快速反應，在自動控制系統中,，用作執(zhí)行元件,，且具有機電時間常數小、線性度高,、始動電壓等特性,，可把所收到的電信號轉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現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降,。
直流伺服電機分為有刷電機和無刷電機：有刷電機結構簡單,、成本低、調速范圍寬,、起動轉矩大,、控制容易，需要維護,，但維護方便(換碳刷),，因此它可用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷電機具有產量大,、重量輕,、體積小,、速度高、響應快,、慣性小,、轉動平穩(wěn)、轉矩穩(wěn)定等優(yōu)點,，控制復雜,、易于實現智能化，其電子換向方式靈活,，可以是方波換向,，也可以是正弦波換向。電機效率高,、免維護,、電磁輻射小、工作溫度低,、使用壽命長,，可在各種環(huán)境下使用。DC伺服電機可用于火花機,、機械手,、精 密機床等，同時可配2500P/R標準編碼器和高解析的速度表,，還可配減速器,，為機械設備帶來可靠的精度和高扭矩。直流伺服電機調速好,、單位重量體積小,、輸出功率高，比交流電機大,，遠遠超過步進電機,，多級結構的力矩波動較小。
交流伺服電機也是無刷電機,，分為同步電機和異步電機,。目前運動控制一般采用同步電機，功率范圍大,，可以實現很大的功率,。交流伺服電機慣性大、轉速高,、轉速低,，隨著功率的增加迅速降低，因此適合低速穩(wěn)定運行,。交流伺服電機的定子結構與電容分相單相異步電機的定子結構基本相似,，它的定子裝有兩個位置相差90的繞組,，一個是勵磁繞組Rf，始終接交流電壓Uf;另一個是連接到控制信號電壓Uc的控制繞組L,。因此,，交流伺服電機也稱為雙伺服電機,。交流伺服電機的轉子通常采用鼠籠式,，但是為了使伺服電機具有寬調速范圍、線性機械特性,、無“自轉”現象和快速響應性能,，它與普通電機相比應具有轉子電阻大和轉動慣量小兩個特點。
伺服電機內部的轉子是一個磁鐵,，驅動器控制的U/V/W三相電形成一個電磁場,，轉子在這個磁場的作用下旋轉。同時,，電機的編碼器將信號反饋給驅動器,，驅動器將反饋值與目標值進行比較，調整轉子的旋轉角度,，伺服電機的精度取決于編碼器的精度,。
在數控機床中，進給系統常用直流伺服電機主要有以下幾種：
(1)小慣性直流伺服電機
小慣性直沈伺服電機因轉動慣盆小而得名,。這類電機一般為水磁式,，電樞繞組有無相電樞式、印刷電樞式和空心杯電樞式三種,。因為小慣量直流電機最大限度地減小了電樞的轉動慣量,。所以能獲得最快的響應速度。在早期的數控機床上,。這類伺服電機應用得比較多,。小恤見伺服電機在有些國家的數控機床上至今仍然在使用。如法國等,。
(2)直流力矩電機
又稱大慣量寬調速直流伺服電機,。一方面，由于它的轉子直徑較大,。線圈繞組匝數增加,。力矩大。轉動飯盆比較其他類型電機大,。且能夠在較大過載轉矩時長時間地工作,。因此可以直接與絲杠相連，不豁要中間傳動裝置,。另一方面,，由于它沒有勵磁回路的損耗,，它的外型尺寸比類似的其他直流伺服電機小。它還有一個突出的特點,，是能夠在較低轉速下實現平穩(wěn)運行,，最低轉速可以達到1r/min，甚至0.1r/min,。因此,。這種伺服電機在數控機床上得到了廣泛地應用。
(3)無刷直流伺服電機
這種伺服電機又叫無整流子電機,。它沒有換向器,。由同步電機和逆變器組成，逆變器由裝在轉子上的轉子位置傳感器控制,。它實質是一種交流調速電機,，由于其調速性能可達到直流伺服發(fā)電機的水平。又取消了換向裝置和電刷部件,，大大地提高了電機的使用壽命,。
伺服電機選型要求
伺服電機定義：伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置,。
根據使用電源不同：分直流伺服電機和交流伺服電機,。
他兩在功能上的區(qū)別：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制,，轉矩脈動小,。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,，便宜,。
看到這里你可能覺得伺服電機沒什么特點：簡單來說，伺服電機可以實現精確控制,，你讓它轉多少它就轉多少,，而且它還會反饋，實現所謂的閉環(huán),，由編碼器去反饋看是否確實轉了那么多,，這樣控制精度就更高。.
我們知道步進電機的精度以步距來衡量,，市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機),、0.9度/1.8度(二、四相電機),、1.5度/3度 (三相電機)德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°,、0.9°、0.72°、0.36°,、0.18°,、0.09°、0.072°,、0.036°,。我們以步距角為0.036°的步進電機為例。
0.036=360/10000
假設給這個步進電機后端加上編碼器,，那么公式相當于電機轉一圈編碼器發(fā)出10000個脈沖,，編碼器分辨率是10000。
伺服電機的精度是電機后端的編碼器分辨率來衡量的,，現在伺服編碼器分辨率達到2的23次方,，可見伺服電機的精度遠遠比步進電機精度高,。
普通電機上電就轉,，沒電就停，除了轉如果還非要說它有什么功能的話那就是正反轉：)
提供伺服電機選型流程
1,、負載機構(確定機構類型以及其細節(jié)數據,，如滾珠絲桿長度、滾珠絲桿的直徑,、行程和帶輪直徑等)
2,、動作模式(決定控制對象部分的動作模式，時間與速度的關系;將控制對象的動作模式換算為電機軸上的動作形式;確定運行模式,，包括加速時間(ta),、勻速時間(tu)、減速時間(td),、停止時間(ts),、循環(huán)時間(tc)和運動距離(L)等參數)
3、負載的慣量,、轉矩和轉速(我們在選型時,，是根據扭矩來選擇功率!)
4、定位精度(確認編碼器的脈沖數是否滿足系統要求規(guī)格的分辨率)
5,、使用環(huán)境(如環(huán)境溫度,、濕度、使用環(huán)境大氣及振動沖擊等等)
自動化領域指如今的大熱門,，而伺服電機在其中占有重要地位,，通常用于項目中較精確的速度或位置控制部件的驅動。自動化設備的設計者常常需要面臨各種各樣不同需求的電機選型問題,，而供應商提供的電機也是五花八門,，參數多如牛毛，常常使初學者一頭霧水，本文僅根據作者的實際工作經歷做一些分享,，望能夠給需要者提供一些幫助,。
1.應用場景
自動化領域的控制型電機可分為伺服電機、步進電機,、變頻電機等,。在需要較為精確的速度或位置控制的部件，會選擇伺服電機驅動,。變頻器+變頻電機的控制方式,，是通過改變輸入電機的電源頻率而改變電機轉速的控制方法。一般只用于電機的調速控制,。伺服電機與步進電機相比：a) 伺服電機使用閉環(huán)控制,，步進電機為開環(huán)控制;b) 伺服電機使用旋轉編碼器計量精度，步進電機使用步距角,。普通產品級別上前者的精度可達后者的百倍數量級;c) 控制方式相似(脈沖或方向信號),。
2.供電電源
伺服電機從供電電源上區(qū)分可分為交流伺服電機和直流伺服電機。二者還是比較好選擇的,。一般的自動化設備,，甲方都會提供標準的380V工業(yè)電源或220V電源，此時選擇對應電源的伺服電機即可,，免去電源類型的轉換,。但有一些設備，比如立體倉庫中的穿梭板,、AGV小車等,，由于本身的移動性質，大部分使用自帶直流電源,，所以一般使用直流伺服電機,。
3.抱閘
根據動作機構的設計，考慮在停電狀態(tài)下或靜止狀態(tài)下,，是否會造成對電機的反轉趨勢,。如果有反轉趨勢，就需要選擇帶抱閘的伺服電機,。
4.選型計算
選型計算前,，首先要確定的是機構末端的位置和速度要求，再者確定傳動機構,。此時即可選擇伺服系統和對應的減速器,。選型過程中，主要考慮以下參數：
4.1.功率和速度
根據結構形式和最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,，因為各個傳動機構的摩擦系數和風載系數的不確定性，公式P=T*N/9549往往無法明確計算(無法精確計算扭矩的大小),。而在實踐過程中,，也發(fā)現使用伺服電機所需功率最大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：負載質量;a：負載加速度;R：負載旋轉半徑),。
每種類型的伺服電機的規(guī)格中都有額定轉矩、最大轉矩,、伺服電機慣量等參數,。每個參數與負載扭矩和負載慣性之間必須有相關性。伺服電機的輸出轉矩必須滿足機構的加速度和重量等負荷機構的運動條件的要求,。 機構的運動條件(水平和垂直旋轉)與伺服電機的輸出沒有直接關系,，但一般情況下，伺服電機的輸出越高,，相對輸出扭矩越高,。
伺服電機的選用不僅受機構重量的影響,，同時設備運動條件也會改變伺服電機的選用,。慣性越大，加減速扭矩越大,，加減速時間越短,，伺服電機輸出扭矩越大。選擇伺服電機規(guī)格時,，請遵循以下步驟,。
(1)初始選擇伺服電機的最高輸出功率扭矩必須大于加速扭矩+負載扭矩時，必須選擇其他模型進行驗證,，直到符號滿足要求,。
(2)負載力矩是根據負載重量、結構,、摩擦系數和運行效率計算的,。
(3)根據運行條件的要求，選擇適當的負荷慣性量修正公式,，計算機構的負荷慣性量,。
(4)根據負載慣量和伺服電機慣量，選擇合適的假選定伺服電機規(guī)格,。
(5)根據負載扭矩,、加速扭矩、減速扭矩和保持扭矩計算連續(xù)瞬時扭矩。
(6)定義了載荷機構的運動條件,，即加減速速度,、運動速度、機構重量,、機構運動等,。
(7)結合主伺服電機的慣性和負載慣性，計算了加速扭矩和減速扭矩,。
(8)完成選擇,。
