伺服电机的选型比较方法（伺服电机的选型比较图）

伺服电机是指伺服系统中控制机械部件运行的发动机。它是一种辅助电机间接传动装置。

伺服电机非常精确地控制速度和位置，并且可以将电压信号转换为扭矩和转速来驱动控制对象。伺服电机的转子转速由输入信号控制，能够快速响应。在自动控制系统中，用作执行机构，具有机电时间常数小、线性度高、启动电压高等特点，可以将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。它们分为两类：直流和交流伺服电机。它们的主要特点是信号电压为零时不旋转，随着扭矩的增大，转速匀速减小。

工作准则

伺服机构是一种使物体的位置、方向、状态等输出受控量跟随输入目标（或给定值）变化的自动控制系统。伺服主要依靠脉冲来定位。基本上可以这么理解。当伺服电机接收到脉冲时，会旋转与脉冲对应的角度，从而实现位移。由于伺服电机本身具有发出脉冲的功能，因此伺服电机每次都会旋转。当你旋转一个角度时，就会发射出相应数量的脉冲。这样就会回显伺服电机接收到的脉冲，或者称为闭环。这样，系统就会知道有多少脉冲发送到伺服电机，同时接收回多少脉冲。这样就可以非常精确地控制电机的转动，从而实现精确定位，可以达到0.001mm。

1、直流伺服电机分为有刷直流伺服电机和无刷直流伺服电机。

**（1）有刷电机**成本低，结构简单，启动扭矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（更换碳刷），产生电磁干扰，有环境要求。因此它可用于对成本敏感的一般工业和民用应用。

(2)无刷电机，体积小、重量轻、出力大、响应快、转速高、惯量小、转动平稳、扭矩稳定。控制复杂，容易实现智能化。其电子换相方式灵活，可以是方波换相，也可以是正弦波换相。电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射极小，寿命长，可在各种环境下使用。

2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步交流电机和异步交流电机。

目前运动控制中普遍采用同步电机。它们的功率范围大，可以实现高功率。惯量大，最高转速低，且随功率增大而迅速下降。因此，适合低速且运行平稳的应用。

3、伺服电机内部转子为永磁体。驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场。转子在该磁场的作用下旋转。同时，电机的编码器向驱动器反馈信号。驱动器根据反馈值做出响应。与目标值比较来调整转子旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度（线数）。

4、交流伺服电机与无刷直流伺服电机的功能区别：交流伺服较好，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服相对简单且便宜。

选型比较

交流伺服电机

交流伺服电机的转子通常采用鼠笼式。然而，为了使伺服电机具有较宽的调速范围、线性机械特性、无“自转”现象和快速响应性能，与普通电机相比，应具有转子具有电阻大和转动惯量小两个特点。目前广泛采用的转子结构有两种：一种是鼠笼式转子，采用高电阻率导电材料制成的高电阻率导电条。为了减小转子的转动惯量，将转子做得细长；一种是铝合金制成的空心杯形转子。杯壁很薄，只有0.2-0.3mm。为了减少磁路的磁阻，在空心杯形转子内部放置固定的内定子。空心杯形转子该转子转动惯量小，响应快，运转平稳，因而应用广泛。

当交流伺服电机中没有控制电压时，定子中只有励磁绕组产生脉动磁场，转子保持静止。当有控制电压时，定子中产生旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转。当负载一定时，电机的转速随控制电压的变化而变化。当控制电压的相位相反时，伺服电机将反转。

永磁交流伺服电机

20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术取得了突出的进步。各国著名电气制造商相继推出了各自的交流伺服电机和伺服驱动器系列。产品不断改进和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原有的直流伺服系统面临被淘汰的危险。 20世纪90年代以后，世界各国已经商品化的交流伺服系统均采用全数字控制的正弦波电机伺服驱动器。交流伺服驱动器在传动领域的发展日新月异。

与直流伺服电机相比，永磁交流伺服电机的主要优点是：

无电刷、换向器，工作可靠，维护保养要求低。

定子绕组更方便散热。

惯量小，易于提高系统速度。

适应高速、大扭矩工况。

同等功率下体积和重量更小。