常用的伺服電動(dòng)機(jī)有兩大類，以交流電源工作的稱為交流伺服電動(dòng)機(jī)，以直流電源工作的稱為直流伺服電動(dòng)機(jī)。本文僅對(duì)直流伺服電機(jī)進(jìn)行詳細(xì)解析。

 

    伺服電動(dòng)機(jī)的功能是把輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上的角位移或角速度輸出，也就是說，伺服電動(dòng)機(jī)是指其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向隨輸入電壓信號(hào)的大小和方向而改變的控制電動(dòng)機(jī)。伺服電動(dòng)機(jī)能帶一定大小的負(fù)載，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，所以又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。

 

    自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的性能要求可概況為以下幾點(diǎn)。

 

    （1）無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在控制信號(hào)來到之前，伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；控制信號(hào)來到之后，轉(zhuǎn)子迅速轉(zhuǎn)動(dòng)；控制信號(hào)消失時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。控制信號(hào)為零時(shí)電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，消除自轉(zhuǎn)是自控系統(tǒng)正常工作的必要條件。

 

    （2）空載始動(dòng)電壓低。電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子不論在任何位置，從靜止?fàn)顟B(tài)開始啟動(dòng)至連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的 小控制電壓稱為始動(dòng)電壓。始動(dòng)電壓越小，電動(dòng)機(jī)的靈敏度越高。

 

    （3）機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑穩(wěn)定地調(diào)速。

 

    （4）快速響應(yīng)性好。即機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，因而伺服電動(dòng)機(jī)都要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。

    1.直流伺服電動(dòng)機(jī)分類和結(jié)構(gòu)

 

    直流伺服電動(dòng)機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中具有特殊用途的直流電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)和一般直流電動(dòng)機(jī)無本質(zhì)差異，也由定子與轉(zhuǎn)子兩部分組成。

 

    定子的作用是建立恒定磁場(chǎng)，定子磁極上裝有勵(lì)磁繞組。在直流伺服系統(tǒng)中，常用的是電磁式和永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)。目前，電磁式的勵(lì)磁方式為他勵(lì)方式，電樞和勵(lì)磁繞組由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。

 

    空心杯電樞永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)它由一個(gè)外定子和一個(gè)內(nèi)定子，空心杯電樞在內(nèi)、外定子間的氣隙中旋轉(zhuǎn)。外定子用軟磁性材料做鐵芯，鐵芯上裝有集中繞組（用磁鐵制成兩個(gè)半圓形磁極或在環(huán)形磁鋼上充磁生成N、S極）。內(nèi)定子由圓柱形軟磁材料制成，它作為磁路的一部分，可減小磁阻。電樞是一個(gè)用非磁性材料（如塑料）制成的空心杯狀圓筒，直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸上。在空心杯沿圓周軸向排成空心杯狀并用環(huán)氧樹脂固化成型的繞組。電源通過電刷和轉(zhuǎn)向器加到電樞繞組上。一般直流伺服電動(dòng)機(jī)電樞鐵芯長(zhǎng)度與直徑比普通直流電動(dòng)機(jī)大，目的再于減小其飛輪矩，提高響應(yīng)速度。