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第2章 伺服系统
2.1 伺服电机种类及结构特点
“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。
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值 (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、速度和位置控制得非常灵活方便。
通常根据伺服驱动器的种类来分类,有电气式、油压式或电气 —油压式三种。伺服
系统若按功能来分,则有计量伺服和功率伺服系统;模拟伺服和功率伺服系统;位置伺
服和加速度伺服系统等。
电气式伺服系统根据电气信号可分为 DC 直流伺服系统和 AC 交流伺服系统二大类。
AC 交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种
电气伺服技术应用最广,主要原因是控制方便,灵活,容易获得驱动能源,没有公
害污染,维护也比较容易。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展,它为电气伺
服技术的发展提供了广阔的前景。
早在 70 年代,小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了 70 年代末期交流伺服系
统开始发展,逐步实用化,AC 伺服电动机的应用越来越广,并且还有取代 DC 伺服系统的
趋势成为电气伺服系统的主流。
目前交流伺服电动机分为两种:同步型和感应型。
同步型(SM):采用永磁结构的同步电动机,又称为无刷直流伺服电动机。
其特点:
(1) 无接触换向部件。
(2) 需要磁极位置监测器(如编码器)。
(3) 具有直流伺服电动机的全部优点。
感应型(IM):指笼型感应电动机。
其特点:
(1) 对定子电流的激励分量和转矩分量分别控制。
(2) 具有直流伺服电动机的全部优点。
伺服系统由位置检测部分、误差放大部分、执行部分及被控对象组成。采用了全封
闭无刷结构,以适应实际生产环境不需要定期检查和维修。其定子省去了铸件壳体,结
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