伺服电机的工作原理及构造 如题 谢谢

【专家解说】：伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。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。分为直流和交流伺服电动机两大类，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。 1.伺服系统(servomechanism)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。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 　　无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。 　　2.交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 　　3.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。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 结构原理:1.电　机—将电池电能转换成机械能，驱动电动车轮旋转的部件。 2.定　子—有刷或无刷电机工作时不能动的部分。 3.转　子—有刷或无刷电机工作时转动的部分。 4.碳　刷—有刷电机里面顶在换相器表面，电机转动的时候将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳。 5.换相器—有刷电机里面，具有相互绝缘的条件金属表面，随电机转子转动时，条件金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向正负交替变化，完成有刷电机线圈换相。 6.相　序—无刷电机线圈排列顺序。 7.磁　钢—一般用于称呼高磁场强度的磁性材料。 8.有刷电机—电机工作时，线圈和换相七旋转，磁钢和磁刷不转，线圈电流方向交替变化，随电机转动的换相器和电刷来完成。 9.无刷电机—由控制器提供不同电流方向的直流电来达到电机里面线圈电流方向交替变化，无刷电机的转子和定子之间。 10.电机如何实现换相－无刷或有刷电机在转动时，电机里面线圈的通电方向需要交替变换，从而达到电机能连接转动。 1．有刷电机换相－换相器和电刷共同完成。 2．无刷电机换相－控制器来完成。 11.缺　相－无刷电机或无刷控制器三相电路中，有一相不能工作，缺相分主相位缺相和霍耳缺相。 12.直流电机—输出或输入为直流电能旋转电机。 13.交流电机—输出或输入为交流电能旋转电机。 14.步进电机—一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。 15.伺服电机—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。 16.伺服电机原理: 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到一个脉冲，就会旋转一个脉冲对应角度，从而实现位移。 17.伺服电机：　 　　　　1．交流　AC 　　　　2．直流　DC 18.定　义： 在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。 19.作　用： 伺服系统电机可控制速度，位置精度非常准确。 20.特　点： 当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩增加而均速下降。 21.交流伺服电机： 1．同步电机 2．异步电机 目前一般用同步电机，功率范围大，可做到很大功率。大惯量，最高转动速度低，随着功率增大而快速降低，适合做低速平稳运行的应用。 22.直流伺服电机： 1．有刷电机 2．无刷电机 23.编码器检测原理： 1．光学式 2．磁式 3．感应式 4．电容式 24.编码器以信号原理来分： 1．增量型 2．绝对型 25.工作原理： 　　　　由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通或暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组成A．B．C．D每个正弦波相差90度相差位，将C．D信号反向，叠加在A．B两相上，可增强稳定信号，另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A．B两相差90度，可通过比较A相在前还是在B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 1． 增量型编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位等问题。 2． 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次为2线、4线、8线、16线、、、、编排，这样在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通或暗线，获得一组从2的零次方到2的n次方的唯有的2进制编码，这就称为n位绝对编码器。 26.编码器码盘的材料： 1．玻璃　（刻线） 2．金属　（通或不通刻线） 3．塑料　（较薄刻线） 27.分辨率： 　　　编码器以每旋转360度提供多少通或暗线称为分辨率，也称解析分度或直接称多少线，一般在每转分度5—10000线。