伺服電機(jī)是閉環(huán)系統(tǒng)的一部分，由幾個(gè)部分組成，即控制電路、伺服電機(jī)、軸、電位器、驅(qū)動(dòng)齒輪、放大器以及編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器。伺服電機(jī)是一種獨(dú)立的電氣設(shè)備，它以高效率和高精度旋轉(zhuǎn)機(jī)器的部件。該電機(jī)的輸出軸可以移動(dòng)到普通電機(jī)所沒有的特定角度、位置和速度。伺服電機(jī)使用常規(guī)電機(jī)并將其與傳感器耦合以進(jìn)行位置反饋。控制器是專門為此目的設(shè)計(jì)和使用的伺服電機(jī)中最重要的部分。伺服電機(jī)是一個(gè)閉環(huán)機(jī)構(gòu)，它結(jié)合了位置反饋以控制旋轉(zhuǎn)或線性速度和位置。電機(jī)由模擬或數(shù)字電信號(hào)控制，該電信號(hào)確定代表軸最終命令位置的運(yùn)動(dòng)量。一種編碼器用作提供速度和位置反饋的傳感器。該電路內(nèi)置于通常配備齒輪系統(tǒng)的電機(jī)外殼內(nèi)。

伺服電機(jī)的類型根據(jù)其應(yīng)用分為不同的類型，例如交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)。評(píng)估伺服電機(jī)有三個(gè)主要考慮因素。首先根據(jù)它們的電流類型 - 交流或直流，其次根據(jù)使用的換向類型，電機(jī)是否使用有刷，第三類考慮是電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)是同步還是異步。讓我們討論第一個(gè)伺服考慮。交流或直流考慮是電機(jī)的最基本分類，基于它將使用的電流類型。從性能的角度來(lái)看，交流電機(jī)和直流電機(jī)的主要區(qū)別在于控制速度的繼承能力。對(duì)于直流電機(jī)，速度與恒定負(fù)載的電源電壓成正比。而在交流電機(jī)中，速度由施加電壓的頻率和磁極數(shù)決定。雖然交流和直流電機(jī)都用于伺服系統(tǒng)，但交流電機(jī)將承受更高的電流，并且更常用于伺服應(yīng)用，例如機(jī)器人、在線制造和其他需要高重復(fù)性和高精度的工業(yè)應(yīng)用。有刷或無(wú)刷是下一步。直流伺服電機(jī)通過(guò)有刷機(jī)械換向、使用換向器或無(wú)刷電子換向。有刷電機(jī)通常更便宜且操作更簡(jiǎn)單，而無(wú)刷電機(jī)更可靠、效率更高且噪音更小。換向器是一種旋轉(zhuǎn)電氣開關(guān)，它周期性地反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)電路之間的電流方向。它由一個(gè)圓柱體組成，該圓柱體由轉(zhuǎn)子上的多個(gè)金屬接觸段組成。由碳等軟導(dǎo)電材料制成的兩個(gè)或多個(gè)稱為“電刷”的電觸點(diǎn)壓在換向器上，在換向器旋轉(zhuǎn)時(shí)與換向器的各部分滑動(dòng)接觸。雖然伺服系統(tǒng)中使用的大多數(shù)電機(jī)都是交流無(wú)刷設(shè)計(jì)，但有刷永磁電機(jī)有時(shí)因其簡(jiǎn)單和低成本而被用作伺服電機(jī)。伺服應(yīng)用中最常見的有刷直流電機(jī)類型是永磁直流電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)用實(shí)現(xiàn)換向的電子方式取代了物理電刷和換向器，通常是通過(guò)使用霍爾效應(yīng)傳感器或編碼器。交流電機(jī)通常是無(wú)刷的，盡管有一些設(shè)計(jì)——例如通用電機(jī)，可以在交流或直流電源上運(yùn)行，它們確實(shí)有刷子并且是機(jī)械換向的。最后要考慮的分類是伺服電機(jī)應(yīng)用將使用同步還是異步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

雖然直流電機(jī)通常分為有刷或無(wú)刷電機(jī)，但交流電機(jī)通常通過(guò)其旋轉(zhuǎn)同步或異步磁場(chǎng)的速度來(lái)區(qū)分。如果我們從 AC-DC 考慮中回想一下，在交流電機(jī)中，速度由電源電壓的頻率和磁極數(shù)決定。該速度稱為同步速度。因此，在同步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子以與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同的速度旋轉(zhuǎn)。然而，在異步電動(dòng)機(jī)（通常稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）中，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度比定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢。然而，異步電動(dòng)機(jī)的速度可以使用多種控制方法來(lái)改變，例如改變極數(shù)和改變頻率，僅舉幾例。直流伺服電機(jī)的工作原理是由直流電機(jī)、位置傳感裝置、齒輪總成和控制電路四大部件構(gòu)成。直流電機(jī)的所需速度取決于所施加的電壓。為了控制電機(jī)速度，電位器產(chǎn)生一個(gè)電壓，作為誤差放大器的輸入之一。在某些電路中，控制脈沖用于產(chǎn)生與電機(jī)所需位置或速度相對(duì)應(yīng)的直流參考電壓，并將其應(yīng)用于脈沖寬度電壓轉(zhuǎn)換器。脈沖的長(zhǎng)度決定了施加在誤差放大器上的電壓作為產(chǎn)生所需速度或位置的所需電壓。對(duì)于數(shù)字控制，PLC或其他運(yùn)動(dòng)控制器用于根據(jù)占空比生成脈沖，以產(chǎn)生更精確的控制。反饋信號(hào)傳感器通常是電位器，通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生與電機(jī)軸****角度相對(duì)應(yīng)的電壓。然后在誤差比較放大器的輸入端施加反饋電壓值。放大器將由電位計(jì)反饋產(chǎn)生的電機(jī)當(dāng)前位置產(chǎn)生的電壓與產(chǎn)生正電壓或負(fù)電壓誤差的電機(jī)所需位置進(jìn)行比較。該誤差電壓被施加到電機(jī)的電樞上。隨著誤差的增加，施加到電機(jī)電樞的輸出電壓也會(huì)增加。只要存在誤差，比較放大器就會(huì)放大誤差電壓并相應(yīng)地為電樞供電。電機(jī)旋轉(zhuǎn)直到誤差變?yōu)榱恪Ｈ绻�誤差為負(fù)，則電樞電壓反轉(zhuǎn)，因此電樞以相反方向旋轉(zhuǎn)。交流伺服電機(jī)的工作原理基于兩種不同類型的交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)，它們是同步和異步（感應(yīng)）。同步交流伺服電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子由圓柱框架和定子鐵芯組成。圍繞定子芯纏繞的電樞線圈和線圈連接到導(dǎo)線，電流通過(guò)導(dǎo)線提供給電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子由永磁體組成，這與異步感應(yīng)型轉(zhuǎn)子的不同之處在于轉(zhuǎn)子中的電流是由電磁感應(yīng)的，因此這些類型被稱為無(wú)刷伺服電機(jī)。當(dāng)定子磁場(chǎng)用電壓勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子跟隨定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相同的速度或與定子的勵(lì)磁磁場(chǎng)同步，這就是同步型的來(lái)源。