產(chǎn)品詳情
伺服電機(jī)
伺服電機(jī)（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制
機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速
裝置。
伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以
將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺
服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)
間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收
到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸
出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特
點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)
矩的增加而勻速下降。
交流伺服電動(dòng)機(jī)
交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單
相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°
的繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf，它始終接在交流電壓
Uf上；另一個(gè)是控制繞組L，聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。
所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使
伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性
，無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電
動(dòng)機(jī)相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)
特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種
是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的
鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子做得細(xì)
長(zhǎng)；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯
壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在
空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被
廣泛采用。
交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)只有勵(lì)
磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制
電壓時(shí)，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)
磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，在負(fù)載恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)的
轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當(dāng)控制電壓的相位
相反時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。
永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)
20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)
和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)
技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出
各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不
斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺
服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來(lái)的直流伺服面臨被
淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了
的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)
伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日
新月異。
永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要
優(yōu)點(diǎn)有：
⑴無(wú)電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)
要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。
⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。
⑸同功率下有較小的體積和重量。
伺服電動(dòng)機(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)比較
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)
機(jī)雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多，所
以伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比，有三個(gè)顯著
特點(diǎn)：
1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大，與普通異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲
線相比，有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1，
這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性）更接近于線性，
而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)定子一有控制
電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的
特點(diǎn)。
2、運(yùn)行范圍較廣
3、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)，只要失去控制電壓，電機(jī)
立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后，它
處于單相運(yùn)行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大，定子中兩個(gè)
相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)
轉(zhuǎn)矩特性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特
性（T－S曲線）
交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W。當(dāng)電
源頻率為50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當(dāng)
電源頻率為400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等
多種。
交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是
非線性，并且由于轉(zhuǎn)子電阻大，損耗大，效率低，
因此與同容量直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，體積大、重量
重，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng)。
調(diào)試方法編輯
1、初始化參數(shù)
在接線之前，先初始化參數(shù)。 [2]
在控制卡上：選好控制方式；將PID參數(shù)清零；讓控
制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)關(guān)閉；將此狀態(tài)保存，確
?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。
在伺服電機(jī)上：設(shè)置控制方式；設(shè)置使能由外部控
制；編碼器信號(hào)輸出的齒輪比；設(shè)置控制信號(hào)與電
機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，建議使伺服工作中
的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的控制電壓。比如，山洋是
設(shè)置1V電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，出廠值為500，如果你只準(zhǔn)
備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么，將這個(gè)參數(shù)設(shè)
置為111。
2、接線
將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號(hào)線。
以下的線是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線、
使能信號(hào)線、伺服輸出的編碼器信號(hào)線。復(fù)查接線
沒(méi)有錯(cuò)誤后，電機(jī)和控制卡（以及PC）上電。此時(shí)
電機(jī)應(yīng)該不動(dòng)，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不
是這樣，檢查使能信號(hào)的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)
電機(jī)，檢查控制卡是否可以正確檢測(cè)到電機(jī)位置的
變化，否則檢查編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置
3、試方向
對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號(hào)的方向不正
確，后果肯定是災(zāi)難性的。通過(guò)控制卡打開(kāi)伺服的
使能信號(hào)。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，
這就是傳說(shuō)中的“零漂”。一般控制卡上都會(huì)有抑
制零漂的指令或參數(shù)。使用這個(gè)指令或參數(shù)，看電
機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令（參數(shù)）控
制。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的
參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)
增加；給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)減小。
如果電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方式
。測(cè)試不要給過(guò)大的電壓，建議在1V以下。如果方
向不一致，可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其
一致。
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過(guò)程中，零漂的存在會(huì)對(duì)控制效果有一
定的影響，最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上
抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于
零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性，所以，不必
要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)為零。
5、建立閉環(huán)控制
再次通過(guò)控制卡將伺服使能信號(hào)放開(kāi)，在控制卡上
輸入一個(gè)較小的比例增益，至于多大算較小，這只
能憑感覺(jué)了，如果實(shí)在不放心，就輸入控制卡能允
許的最小值。將控制卡和伺服的使能信號(hào)打開(kāi)。這
時(shí)，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作
了。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細(xì)調(diào)控制參數(shù)，確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng)，
這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)
驗(yàn)，這里只能從略了。
性能比較編輯
伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較
步進(jìn)電機(jī)作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控
制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系
統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交
流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)
用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨
勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式
交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方
式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和
應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性
能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 1.8°、0.9°，
五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°
。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)細(xì)分后步距角更
小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式
步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為1.8°、
0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072
°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的
步距角。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼
器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于
帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部
采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為
360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而
言，驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其
脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°，是步距角
為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率
與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率
為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工
作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)
非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用
阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻
尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)
出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，
可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解
析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)
調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高
轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300
～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額
定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸
出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過(guò)載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有
較強(qiáng)的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具
有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)
矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的
慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選
型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)
矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大
的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。
五、運(yùn)行性能不同
步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載
過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易
出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理
好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，
驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)
部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的
丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾
百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性
能較好，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加
速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快
速啟停的控制場(chǎng)合。
綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步
進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電
機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程
中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選
用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
特點(diǎn)對(duì)比編輯
直流無(wú)刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流??； 棄接觸式
換向系統(tǒng)，大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速高達(dá)100
000rpm；無(wú)刷伺服電機(jī)在執(zhí)行伺服控制時(shí)，無(wú)須編
碼器也可實(shí)現(xiàn)速度、位置、扭矩等的控制； 不存在
電刷磨損情況，除轉(zhuǎn)速高之外，還具有壽命長(zhǎng)、噪
音低、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn)。
直流有刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
1.體積小、動(dòng)作快反應(yīng)快、過(guò)載能力大、調(diào)速范圍
寬
2.低速力矩大, 波動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)
3.低噪音,高效率
4.后端編碼器反饋（選配）構(gòu)成直流伺服等優(yōu)點(diǎn)
5.變壓范圍大，頻率可調(diào)
使用范圍編輯
直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在是火花機(jī)、機(jī)械手、精確的
機(jī)器等。可同時(shí)配置2500P/R高分析度的標(biāo)準(zhǔn)編碼器
及測(cè)速器，更能加配減速箱、令機(jī)械設(shè)備帶來(lái)可靠
的準(zhǔn)確性及高扭力。 調(diào)速性好，單位重量和體積下
，輸出功率最高，大于交流電機(jī)，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)步進(jìn)
電機(jī)。多級(jí)結(jié)構(gòu)的力矩波動(dòng)小。
主要作用編輯
伺服電機(jī)在封閉的環(huán)里面使用。就是說(shuō)它隨時(shí)把信
號(hào)傳給系統(tǒng)，同時(shí)把系統(tǒng)給出的信號(hào)來(lái)修正自己的
運(yùn)轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)也可用單片機(jī)控制。
優(yōu)點(diǎn)編輯
首先我們來(lái)看一下伺服電機(jī)和其他電機(jī)（如步進(jìn)電
機(jī)）相比到底有什么優(yōu)點(diǎn)：
1、精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克
服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題；
2、轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～
3000轉(zhuǎn)；
3、適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩
的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合
特別適用；
4、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似
于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要
求的場(chǎng)合；
5、及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在
幾十毫秒之內(nèi)；
6、舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。
簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是：平?？吹降哪欠N普通的電機(jī)，斷電
后它還會(huì)因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒，然后停下。
而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說(shuō)停就停，說(shuō)走就走，反
應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象。
伺服電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域就太多了。只要是要有動(dòng)力源
的，而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到伺服電
機(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激
光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度
、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。
伺服電機(jī)（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制
機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速
裝置。
伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以
將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺
服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)
間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收
到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸
出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特
點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)
矩的增加而勻速下降。
交流伺服電動(dòng)機(jī)
交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單
相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°
的繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf，它始終接在交流電壓
Uf上；另一個(gè)是控制繞組L，聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。
所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使
伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性
，無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電
動(dòng)機(jī)相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)
特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種
是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的
鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子做得細(xì)
長(zhǎng)；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯
壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在
空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被
廣泛采用。
交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)只有勵(lì)
磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制
電壓時(shí)，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)
磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，在負(fù)載恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)的
轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當(dāng)控制電壓的相位
相反時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。
永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)
20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)
和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)
技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出
各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不
斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺
服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來(lái)的直流伺服面臨被
淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了
的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)
伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日
新月異。
永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要
優(yōu)點(diǎn)有：
⑴無(wú)電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)
要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。
⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。
⑸同功率下有較小的體積和重量。
伺服電動(dòng)機(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)比較
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)
機(jī)雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多，所
以伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比，有三個(gè)顯著
特點(diǎn)：
1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大，與普通異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲
線相比，有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1，
這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性）更接近于線性，
而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)定子一有控制
電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的
特點(diǎn)。
2、運(yùn)行范圍較廣
3、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)，只要失去控制電壓，電機(jī)
立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后，它
處于單相運(yùn)行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大，定子中兩個(gè)
相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)
轉(zhuǎn)矩特性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特
性（T－S曲線）
交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W。當(dāng)電
源頻率為50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當(dāng)
電源頻率為400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等
多種。
交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是
非線性，并且由于轉(zhuǎn)子電阻大，損耗大，效率低，
因此與同容量直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，體積大、重量
重，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng)。
調(diào)試方法編輯
1、初始化參數(shù)
在接線之前，先初始化參數(shù)。 [2]
在控制卡上：選好控制方式；將PID參數(shù)清零；讓控
制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)關(guān)閉；將此狀態(tài)保存，確
?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。
在伺服電機(jī)上：設(shè)置控制方式；設(shè)置使能由外部控
制；編碼器信號(hào)輸出的齒輪比；設(shè)置控制信號(hào)與電
機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，建議使伺服工作中
的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的控制電壓。比如，山洋是
設(shè)置1V電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，出廠值為500，如果你只準(zhǔn)
備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么，將這個(gè)參數(shù)設(shè)
置為111。
2、接線
將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號(hào)線。
以下的線是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線、
使能信號(hào)線、伺服輸出的編碼器信號(hào)線。復(fù)查接線
沒(méi)有錯(cuò)誤后，電機(jī)和控制卡（以及PC）上電。此時(shí)
電機(jī)應(yīng)該不動(dòng)，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不
是這樣，檢查使能信號(hào)的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)
電機(jī)，檢查控制卡是否可以正確檢測(cè)到電機(jī)位置的
變化，否則檢查編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置
3、試方向
對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號(hào)的方向不正
確，后果肯定是災(zāi)難性的。通過(guò)控制卡打開(kāi)伺服的
使能信號(hào)。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，
這就是傳說(shuō)中的“零漂”。一般控制卡上都會(huì)有抑
制零漂的指令或參數(shù)。使用這個(gè)指令或參數(shù)，看電
機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令（參數(shù)）控
制。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的
參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)
增加；給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)減小。
如果電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方式
。測(cè)試不要給過(guò)大的電壓，建議在1V以下。如果方
向不一致，可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其
一致。
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過(guò)程中，零漂的存在會(huì)對(duì)控制效果有一
定的影響，最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上
抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于
零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性，所以，不必
要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)為零。
5、建立閉環(huán)控制
再次通過(guò)控制卡將伺服使能信號(hào)放開(kāi)，在控制卡上
輸入一個(gè)較小的比例增益，至于多大算較小，這只
能憑感覺(jué)了，如果實(shí)在不放心，就輸入控制卡能允
許的最小值。將控制卡和伺服的使能信號(hào)打開(kāi)。這
時(shí)，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作
了。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細(xì)調(diào)控制參數(shù)，確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng)，
這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)
驗(yàn)，這里只能從略了。
性能比較編輯
伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較
步進(jìn)電機(jī)作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控
制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系
統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交
流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)
用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨
勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式
交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方
式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和
應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性
能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 1.8°、0.9°，
五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°
。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)細(xì)分后步距角更
小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式
步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為1.8°、
0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072
°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的
步距角。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼
器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于
帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部
采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為
360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而
言，驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其
脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°，是步距角
為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率
與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率
為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工
作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)
非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用
阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻
尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)
出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，
可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解
析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)
調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高
轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300
～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額
定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸
出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過(guò)載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有
較強(qiáng)的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具
有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)
矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的
慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選
型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)
矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大
的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。
五、運(yùn)行性能不同
步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載
過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易
出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理
好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，
驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)
部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的
丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾
百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性
能較好，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加
速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快
速啟停的控制場(chǎng)合。
綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步
進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電
機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程
中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選
用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
特點(diǎn)對(duì)比編輯
直流無(wú)刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流??； 棄接觸式
換向系統(tǒng)，大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速高達(dá)100
000rpm；無(wú)刷伺服電機(jī)在執(zhí)行伺服控制時(shí)，無(wú)須編
碼器也可實(shí)現(xiàn)速度、位置、扭矩等的控制； 不存在
電刷磨損情況，除轉(zhuǎn)速高之外，還具有壽命長(zhǎng)、噪
音低、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn)。
直流有刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
1.體積小、動(dòng)作快反應(yīng)快、過(guò)載能力大、調(diào)速范圍
寬
2.低速力矩大, 波動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)
3.低噪音,高效率
4.后端編碼器反饋（選配）構(gòu)成直流伺服等優(yōu)點(diǎn)
5.變壓范圍大，頻率可調(diào)
使用范圍編輯
直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在是火花機(jī)、機(jī)械手、精確的
機(jī)器等。可同時(shí)配置2500P/R高分析度的標(biāo)準(zhǔn)編碼器
及測(cè)速器，更能加配減速箱、令機(jī)械設(shè)備帶來(lái)可靠
的準(zhǔn)確性及高扭力。 調(diào)速性好，單位重量和體積下
，輸出功率最高，大于交流電機(jī)，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)步進(jìn)
電機(jī)。多級(jí)結(jié)構(gòu)的力矩波動(dòng)小。
主要作用編輯
伺服電機(jī)在封閉的環(huán)里面使用。就是說(shuō)它隨時(shí)把信
號(hào)傳給系統(tǒng)，同時(shí)把系統(tǒng)給出的信號(hào)來(lái)修正自己的
運(yùn)轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)也可用單片機(jī)控制。
優(yōu)點(diǎn)編輯
首先我們來(lái)看一下伺服電機(jī)和其他電機(jī)（如步進(jìn)電
機(jī)）相比到底有什么優(yōu)點(diǎn)：
1、精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克
服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題；
2、轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000～
3000轉(zhuǎn)；
3、適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩
的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合
特別適用；
4、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似
于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要
求的場(chǎng)合；
5、及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在
幾十毫秒之內(nèi)；
6、舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。
簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是：平?？吹降哪欠N普通的電機(jī)，斷電
后它還會(huì)因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒，然后停下。
而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說(shuō)停就停，說(shuō)走就走，反
應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象。
伺服電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域就太多了。只要是要有動(dòng)力源
的，而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到伺服電
機(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激
光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度
、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。
