伺服電機(jī)是如何工作的？伺服電機(jī)是一種機(jī)電設(shè)備，可根據(jù)提供的電流和電壓產(chǎn)生扭矩和速度。伺服電機(jī)作為閉環(huán)系統(tǒng)的一部分工作，根據(jù)伺服控制器的命令提供扭矩和速度，使用反饋裝置來閉環(huán)。反饋裝置向伺服控制器提供電流、速度或位置等信息，伺服控制器根據(jù)指令參數(shù)調(diào)整電機(jī)動(dòng)作。

伺服電機(jī)有多種類型、形狀和尺寸可供選擇。伺服一詞早由 Joseph Facort 于 1859 年使用，他實(shí)施了一種反饋機(jī)制來幫助用蒸汽操縱船舶以控制方向舵。伺服電機(jī)是伺服機(jī)構(gòu)的一部分，由三個(gè)關(guān)鍵元件組成——電機(jī)、反饋裝置和控制電子設(shè)備。電機(jī)可以是交流或直流、有刷或無刷、旋轉(zhuǎn)或線性以及任何尺寸。反饋裝置可以是電位計(jì)、霍爾效應(yīng)裝置、轉(zhuǎn)速計(jì)、旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器、線性傳感器或任何其他合適的傳感器。完成伺服系統(tǒng)的是控制電子設(shè)備，它為電機(jī)供電并比較反饋數(shù)據(jù)和命令參考，以驗(yàn)證伺服電機(jī)是否按命令運(yùn)行。伺服電機(jī)應(yīng)用的種類很多，從用于業(yè)余愛好應(yīng)用（例如模型飛機(jī)）的簡單直流電機(jī)到由用于多軸加工中心的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜無刷電機(jī)。常見伺服機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子是車輛巡航控制，它由發(fā)動(dòng)機(jī)（電機(jī)）、速度傳感器（反饋）和用于將車速與設(shè)定速度進(jìn)行比較的電子設(shè)備組成。如果車輛減速，傳感器會(huì)將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬浚�以將速度提高到所需的設(shè)定點(diǎn)——這是一個(gè)簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。速度傳感器（反饋）和用于比較車速與設(shè)定速度的電子設(shè)備。如果車輛減速，傳感器會(huì)將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬浚�以將速度提高到所需的設(shè)定點(diǎn)——這是一個(gè)簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。速度傳感器（反饋）和用于比較車速與設(shè)定速度的電子設(shè)備。如果車輛減速，傳感器會(huì)將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬浚�以將速度提高到所需的設(shè)定點(diǎn)——這是一個(gè)簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。簡單的工業(yè)伺服電機(jī)由永磁直流電機(jī)和集成轉(zhuǎn)速計(jì)組成，可提供與速度成正比的輸出電壓。驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備根據(jù)轉(zhuǎn)速計(jì)反饋的電壓向電機(jī)提供必要的電壓和電流。在此示例中，在驅(qū)動(dòng)器中設(shè)置了命令速度（表示為命令參考電壓），然后驅(qū)動(dòng)器中的電路會(huì)比較轉(zhuǎn)速計(jì)反饋電壓并確定是否已實(shí)現(xiàn)所需速度 - 稱為閉合速度回路。速度回路監(jiān)控指令速度和轉(zhuǎn)速計(jì)反饋，而驅(qū)動(dòng)器調(diào)整電機(jī)的功率以保持所需的指令速度。

在更復(fù)雜的伺服電機(jī)系統(tǒng)中，會(huì)調(diào)整多個(gè)嵌入式回路以獲得好的性能，以提供精確的運(yùn)動(dòng)控制。該系統(tǒng)由利用精密反饋元件的電流、速度和位置環(huán)組成。每個(gè)回路向后續(xù)回路發(fā)出信號(hào)并監(jiān)控適當(dāng)?shù)姆答佋�件以進(jìn)行實(shí)時(shí)校正以匹配命令參數(shù)。基本回路是電流或扭矩回路。電流與旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的扭矩（或線性電機(jī)中的力）成正比，后者提供加速度或推力。電流傳感器是提供與流過電機(jī)的電流相關(guān)的反饋的裝置。傳感器將信號(hào)發(fā)送回控制電子設(shè)備 - 通常是與電機(jī)電流成比例的模擬或數(shù)字信號(hào)。從指令信號(hào)中減去該信號(hào)。當(dāng)伺服電機(jī)處于指令電流時(shí)，循環(huán)將被滿足，直到電流下降到指令電流以下。然后循環(huán)將增加電流直到達(dá)到命令電流，循環(huán)以亞秒更新速率繼續(xù)。速度環(huán)以相同的方式工作，電壓與速度成正比。當(dāng)速度低于指令速度時(shí)，速度環(huán)向電流環(huán)發(fā)送命令以增加電流（從而增加電壓）。位置環(huán)接受 PLC 或運(yùn)動(dòng)控制器的命令，后者又提供速度命令，該命令饋送到速度環(huán)，速度環(huán)又命令所需的電流來加速、保持和減速電機(jī)以移動(dòng)到命令位置. 所有三個(gè)回路都以優(yōu)化的同步方式工作，以提供對(duì)伺服機(jī)構(gòu)的平滑和精確控制。