问一下，伺服电机的工作原理？最好有图！

Question

如题所述

Answer 1

　　一 、全电动注塑机电控原理
　　1. 伺服电机
　　伺服：一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名。

　　伺服系统：是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。

　　力劲PT60V伺服系统原理

　　力劲PT60V伺服系统原理:
　　伺服电机：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

　　伺服电机的优点：大扭力、控制简单、装配灵活 。

　　伺服电机的结构：一个伺服电机内部包括了一个直流电机；一组变速齿轮组；一个反馈可调电位器；及一块电子控制板。其中，高速转动的电机提供了原始动力，带动变速（减速）齿轮组，使之产生高扭力的输出，齿轮组的变速比愈大，伺服电机的输出扭力也愈大，也就是说越能承受更大的重量，但转动的速度也愈低。

　　锁模伺服电机

　　伺服电机的工作原理：
　　伺服电机是一个典型闭环反馈系统，减速齿轮组由电机驱动，其终端（输出端）带动一个线性的比例电位器作位置检测，该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动电机正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使伺服电机精确定位的目的。

　　伺服电机的控制：
　　标准的伺服电机有三条控制线，分别为：电源、地线及控制。电源线与地线用于提供内部的电机及控制线路所需的能源，电压通常介于4V—6V之间，该电源应尽可能与处理系统的电源隔离（因为伺服电机会产生噪音）。甚至小伺服电机在重负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合理。输入一个周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms—2ms之间，而低电平时间应在5ms到20ms之间。

　　2. 伺服控制器：智能数字伺服驱动器
　　1). 输入电压：AC200V－480V
　　2). UL/CE认可
　　3). IP20防护等级
　　4). 0－45℃标准运行温度
　　5). 包含放电电阻
　　6). 综合电机温度监控
　　7). 综合电机制动器控制
　　8). 2个模拟量输入
　　9). 2个模拟量输出
　　10). 2个标记信号接口
　　11). 位置凸轮开关控制
　　12). 电子同步功能，响应速度快，反馈时间62.5μs。
　　13). SERCOS接口或者现场总线接口

参考资料：http://www.jdzj.com/datum/showart.asp?art_id=2894

Answer 2

伺服电机的优缺点：
1、直流伺服电机
优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。
缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘易爆环境不宜）。
2、交流伺服电机
优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、易爆环境）。
缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整
pid
参数确定，需要更多的连线。
步进电机的优缺点：
优点：
1、电机旋转的角度正比于脉冲数；
2、电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时)；
3、由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；
4、优秀的起停和反转响应；
5、由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；
6、电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本
7、仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。
8、由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。
缺点：
1、如果控制不当容易产生共振；
2、难以运转到较高的转速。
3、难以获得较大的转矩
4、在体积重量方面没有优势，能源利用率低。
5、超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。
工作原理：
1、伺服电机
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的u/v/w三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。
2、步进电机
通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。