伺服电机 结构、

交流伺服电机通常都是单相异步电动机，有鼠笼形转子和杯形转子两种结构形式。与普通电机一样，交流伺服电机也由定子和转子构成。定子上有两个绕组，即励磁绕组和控制绕组，两个绕组在空间相差90°电角度。固定和保护定子的机座一般用硬铝或不锈钢制成。笼型转子交流伺服电机的转子和普通三相笼式电机相同。杯形转子交流伺服电机的结构由外定子，杯形转子和内定子三部分组成。它的外定子和笼型转子交流伺服电机相同，转子则由非磁性导电材料（如铜或铝）制成空心杯形状，杯子底部固定在转轴7上。空心杯的壁很薄（小于0.5mm），因此转动惯量很小。内定子由硅钢片叠压而成，固定在一个端盖上，内定子上没有绕组，仅作磁路用。电机工作时，内﹑外定子都不动，只有杯形转子在内、外定子之间的气隙中转动。对于输出功率较小的交流伺服电机，常将励磁绕组和控制绕组分别安放在内、外定子铁心的槽内。

伺服运行

一、基本结构
  直流伺服电动机按励磁方式来分有两种：一种是电磁式，另一种是永磁式。电磁式直流伺服电动机又可分为他励、并励、串励和复励四种，永磁式可归类为他励，其基本结构和工作原理与普通直流电动机相同。直流伺服电动机主要有两种控制方式：一种是电枢控制，即通过改变电枢电压来实现对黄子转速的控制；另一种是磁场控制，即通过改变励磁电压来实现对转子转速的控制(对电磁式直流伺服电动机而言)。电枢控制的优点是电动机机械特性和调节特性的线性度好，空载损耗小，调速范围广，控制回路电感小，响应迅速；而磁场控制虽然能实现平滑调速，但调速范围不大，一般只是配合电枢控制在额定转速以上进行小范围的弱磁升速。另外，磁场控制有可能出现失磁而飞车的危险，因而较少采用。下面以电枢控制他励直流伺服电动机为例，介绍相应的机械特性和调节特性。

 二、运行特性
  1，机械特性
  直流伺服电动机的机械特性是指在一定控制电压uc下，转子转速n与电磁转矩te之间的关系曲线，即n=f(te)
    如果忽略电枢反应的影响，主磁通西保持不变，则直流伺服电动机的电磁转矩为

式中：ct为转矩系数；ia为电枢电流。
电枢绕组的感应电动势为
   
式中：ce为电动势系数。
电枢回路的电压平衡方程为
  
式中：ra为电枢电阻(包括电刷接触电阻)。
    由式(4-1)、式(4-2)和式(4—3)，可以得到直流伺服电动机的机械特性方程为
   
式中：α、β分别为机械特性的斜率。
    相应的机械特性曲线如图4—2所示。可见．直流伺服电动机的机械特性为一直线，随着控制电压u的增加，机械特性向上平移，而直线斜率p保持不变。
    2．调节特性
    直流伺服电动机的调节特性是指在一定负载转矩tl下，转子转速n与控制电压uc之间的关系曲线，即n=f(uc)。    、
    根据式(4-4)，并利用te=tl的关系，可直接得到直流伺服电动机的调节特性方程为
   
    相应的调节特性曲线如图4-3所示。可见，直流伺服电动机的调节特性也为一直线，随着负载转矩tl的增加，机械特性向右平移，而直线斜率α保持不变。

  从上面的分析可以知道，电枢控制时直流伺服电动机的两个主要运行特性——机械特性和调节特性都是线性的，这是一个很可贵的优点。
  三、低速运行的不稳定性分析
  从直流伺服电动机的运行特性可知，只要控制电压足够大，电动机就可以在很低的转速下运行。但实际上，当转速很低(每分钟几十转以下)时，转速将很不均匀，时快时慢，甚至停转。这种现象称为直流伺服电动机低速运行的不稳定性，产生的原因主要有以下几个方面：
    (1)低速时感应电动势较小．出于电枢齿槽效应等原因造成的电动势脉动的影响将增大，导致电磁转矩的波动比较明显。
    (2)低速时控制电压值很小．电刷和换向器之间接触电压不稳定性的影响将增大，导致电枢电流和电磁转矩的波动。
    (3)低速时电刷和换向器之间的摩擦转矩也是不稳定的，造成总的阻转矩的变化，导致输出转矩的不稳定。
    直流伺服电动机低速运行的不稳定性将在自动控制系统中造成误差．因此必须采取相应的措施加以克服．如采用定子斜极或转子斜槽的结构，或者采用低速运行性能较好的特种电机．如力矩电机、无槽电机等。

1、步进、闭环、交流伺服产品对比

2、转动惯量和转矩的关系

小惯量，中惯量，大惯量？

惯量直接关系到伺服的加减速性能，小惯量的系统，启动，加速，制动的性能好，反应快。 电机的惯量要跟负载的惯量匹配，通常负载的惯量不要大于电机惯量的5倍，****不要超过10倍。惯量大了就会出现 震荡 失控

3、解决负载惯量大一些方法

（1）提高机械系统的刚度  实际是提高响应速度

（2）加减速机

（3）换大电机