直流伺服電機理論

伺服電機的基礎知識

伺服電機是機電能量轉換裝置。換句話說，伺服電機是一種旋轉執行器或線性執行器，用於精確控制線性或角位置、速度和加速度。

伺服電機由電動機和用於位置反饋的感測器組成。伺服電機在反饋控制系統中用作輸出執行器。因此，伺服電機也稱為**控制電機**。

伺服電機不用於連續能量轉換。伺服電機的額定功率從幾分之一瓦到幾百瓦不等。伺服電機轉子慣性低，因此響應速度快。

實際上，伺服電機的轉子設計成較長的轉子長度和較小的直徑。與相同額定功率的傳統電機相比，伺服電機尺寸較大。伺服電機通常在非常低的轉速下執行，有時甚至為零轉速。

伺服電機的應用

伺服電機廣泛應用於：

• 雷達和通訊裝置
• 計算機
• 機器人和其他自動化系統
• 機床
• 流水線製造
• 製藥和食品服務
• 遙控玩具車
• 跟蹤和制導系統
• 過程控制器等。

伺服電機的型別

伺服電機主要分為兩種：

• 直流伺服電機
• 交流伺服電機（兩相和三相）

直流伺服電機理論

直流伺服電機既可以是單獨勵磁直流電機，也可以是永磁直流電機。圖1顯示了單獨勵磁直流伺服電機的原理圖。直流伺服電機的電樞具有較大的電阻，因此轉矩-速度特性是線性的，並且具有較大的負斜率，即轉矩隨著電機速度的增加而減小（見圖2）。

直流伺服電機的轉矩-速度特性的負斜率為伺服驅動系統提供了粘性阻尼。直流伺服電機的速度可以透過改變電樞電壓來控制。

此外，在直流伺服電機中，電樞磁動勢和勵磁磁動勢正交（見圖3）。這使得直流伺服電機的轉矩響應速度很快，因為轉矩和磁通解耦。因此，電樞電壓或電流的階躍變化會迅速改變轉子的位置或速度。直流伺服電機的額定功率可以從幾瓦到幾百瓦不等。

重要提示 – 工業中使用的大多數大功率伺服電機都是直流伺服電機。

Saini, Manish Kumar

更新於：2021年9月24日

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