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伺服電機(jī)的作用是將輸入的電壓信號(hào)（即控制電壓）轉(zhuǎn)換成軸上的角位移或角速度輸出，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件，所以伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，其最大特點(diǎn)是：有控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn)，無(wú)控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由控制電壓的方向和大小決定的。伺服電動(dòng)機(jī)分為交流和直流兩大類。

一、交流伺服電機(jī)

工作原理

交流伺服電機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí)，氣隙中只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子上沒(méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩而靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓且控制繞組電流和勵(lì)磁繞組電流不同相時(shí)，則在氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)。但是對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動(dòng)，且電壓消失后電動(dòng)機(jī)應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。如果伺服電動(dòng)機(jī)控制電壓消失后像一般單相異步電動(dòng)機(jī)那樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則出現(xiàn)失控現(xiàn)象，我們把這種因失控而自行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)。

為消除交流伺服電機(jī)的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，必須加大轉(zhuǎn)子電阻r2，這是因?yàn)楫?dāng)控制電壓消失后，伺服電機(jī)處于單相運(yùn)行狀態(tài)，若轉(zhuǎn)子電阻很大，使臨界轉(zhuǎn)差率sm>1，這時(shí)正負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性曲線以及合成轉(zhuǎn)矩特性曲線。合成轉(zhuǎn)矩的方向與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，是一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這就保證了當(dāng)控制電壓消失后轉(zhuǎn)子仍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)將被迅速制動(dòng)而停下。轉(zhuǎn)子電阻加大后，不僅可以消除自轉(zhuǎn)，還具有擴(kuò)大調(diào)速范圍、改善調(diào)節(jié)特性、提高反應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)。

二、直流伺服電動(dòng)機(jī)

基本工作原理

傳統(tǒng)直流伺服電機(jī)的基本工作原理與普通直流電動(dòng)機(jī)完全相同，依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通常采用電樞控制方式，即在保持勵(lì)磁電壓不變的條件下，通過(guò)改變電樞電壓來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電樞電壓越小，則轉(zhuǎn)速越低；電樞電壓為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。由于電樞電壓為零時(shí)電樞電流也為零，電動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，不會(huì)出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”。