什么是伺服電機？伺服電機是如何構(gòu)造的？伺服電機的應(yīng)用有哪些？

什么是伺服電機？

伺服是一種電磁裝置，利用負(fù)反饋機制將電信號轉(zhuǎn)換為受控運動。基本上，伺服系統(tǒng)的行為類似于執(zhí)行器，提供對速度、加速度和線性或角度位置的精確控制。它由四件事組成：直流電機、位置傳感器、齒輪系和控制電路。與電機連接的齒輪機構(gòu)向位置傳感器提供反饋。

如果伺服的電機由直流操作，則稱為直流伺服電機，如果由交流電操作，則稱為交流伺服電機。伺服電機的齒輪通常由塑料制成，但在大功率伺服系統(tǒng)中，它由金屬制成。

伺服電機由許多公司制造，其中一些是雙葉，HITECH，AIRTRONICS和JR無線電。它們在制造上相同，但在連接器類型、電線顏色等方面不同。市場上有多種類型的伺服器可供選擇，交流，直流，連續(xù)，位置和線性伺服電機。

伺服電機的類型

在輪換的基礎(chǔ)上

• 位置旋轉(zhuǎn)舵機：位置舵機可以在大約一半的圓圈內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸。此外，它還具有保護(hù)旋轉(zhuǎn)傳感器防止過度旋轉(zhuǎn)的功能。定位伺服器主要用于四肢、機械臂等許多場所。
• 連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機：連續(xù)舵機在結(jié)構(gòu)上與位置舵機相似。但是，它可以順時針和逆時針方向移動。這些類型的伺服器用于雷達(dá)系統(tǒng)和機器人。
• 線性舵機：同樣，線性舵機也像定位舵機，但帶有額外的齒輪來調(diào)整輸出從圓形到來回。這些類型的伺服器用于高級飛機，在商店中很少見。

基于運行信號

還使用兩種類型的伺服電機，它們在處理信息和信號方面有所不同。

1.模擬伺服電機

模擬伺服器通過PWM（脈寬調(diào)制）信號運行。并且，信號范圍為4.8V至6V。在這種類型的舵機中，當(dāng)舵機靜止時，PWM 關(guān)閉。靜止時產(chǎn)生的扭矩使啟動時間處于非活動狀態(tài)。此外，模擬伺服器每秒只能發(fā)送 50 個脈沖。

2****數(shù)字伺服電機

使用小型微處理器數(shù)字伺服接收信號并作用于高頻電壓脈沖。數(shù)字舵機每秒可以發(fā)送300個脈沖，與模擬舵機相比非常高。由于脈沖更快，數(shù)字舵機可提供平穩(wěn)的響應(yīng)和一致的扭矩。數(shù)字舵機比模擬舵機消耗更多的功率。

基于運行功率

1.直流伺服電機

直流伺服用于提供快速轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，也稱為永磁直流電機或單獨勵磁直流電機。提供快速扭矩響應(yīng)的原因是因為扭矩和流感被解耦。因此，電樞電壓或電流的微小變化可以產(chǎn)生軸的位置或速度的顯著變化。直流伺服是所有類型中最常用的伺服電機。

2.交流伺服電機

交流伺服電機有兩種類型，一種是兩相，第二種是三相。主要兩相鼠籠式伺服電機用于低功率應(yīng)用。并且，三相鼠籠式伺服用于大功率系統(tǒng)。

伺服電機的構(gòu)造

伺服電機是直流電機，具有以下5個部分：-

定子繞組：這種類型的繞組繞在電機的固定部分。它也被稱為電機的勵磁繞組。

轉(zhuǎn)子繞組：這種類型的繞組繞在電機的旋轉(zhuǎn)部分。它也被稱為電機的電樞繞組。

3.軸承：有兩種類型，即字體軸承和背面 軸承 ，用于軸的運動。

4.軸：電樞繞組耦合在鐵桿上稱為電機的 軸 。

5****編碼器 ：它具有近似傳感器，可確定電機的轉(zhuǎn)速和電機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。

伺服電機機構(gòu)

它由三種基本類型組成：

1.控制裝置

2.輸出傳感器

3.反饋系統(tǒng)

伺服電機工作在自動閉環(huán)系統(tǒng)的現(xiàn)象上。該閉環(huán)系統(tǒng)需要控制器。該控制器由比較器和反饋路徑組成。它有一個輸出和兩個輸入。在這種情況下，為了產(chǎn)生輸出信號，比較器用于比較所需的參考信號，并且該輸出信號由傳感器感測。電機的輸入信號稱為反饋信號。根據(jù)反饋信號，電機開始工作。比較器信號稱為電機的邏輯信號。當(dāng)邏輯差值較高時，電機將在所需時間內(nèi)打開，當(dāng)邏輯差值較低時，電機將在所需時間內(nèi)關(guān)閉?；旧希容^器用于確定電機是ON還是OFF。 電機的正常運行可以在良好的控制器的幫助下完成。

伺服電機控制：

伺服電機可以通過PWM方法控制，即脈寬調(diào)制。它們向電機發(fā)送寬度不一致的電信號。寬度脈沖在1毫秒至2毫秒的范圍內(nèi)變化，并在一秒鐘內(nèi)重復(fù)50次將其傳輸?shù)剿欧姍C。脈沖的寬度控制旋轉(zhuǎn)軸的角位置。其中，使用了三個術(shù)語來表示伺服電機的控制，即最大脈沖，最小脈沖和重復(fù)率。

例如 ，舵機以1毫秒的脈沖移動，使電機向0°轉(zhuǎn)動，而以2毫秒的脈沖將電機向180°轉(zhuǎn)動，在角位置之間，脈沖寬度自行互換。因此，伺服以寬度為90.1毫秒的脈沖轉(zhuǎn)向5°。

每個伺服電機中都有三根電線或引線。兩根線使用正電源和接地電源，而第三根線用于控制信號。

伺服電機的工作原理

伺服具有位置傳感器，直流電動機，齒輪系統(tǒng)，控制電路。從電池獲取電力時，直流電機以高速和低扭矩運行。該速度較低，扭矩將高于連接到直流電機的齒輪和軸組件。軸的位置由位置傳感器從其確定位置進(jìn)行感應(yīng)，并向控制電路提供信息。信號由位置傳感器的控制電路解碼，并處理旋轉(zhuǎn)方向以獲得正確的位置。它需要4.8 V至6 V的直流電源。

減速齒輪箱連接到一個軸上，該軸會降低電機的轉(zhuǎn)速。減速齒輪箱的輸出軸與與編碼器或電位器連接的電機相同。然后將編碼器的輸出連接到控制電路。伺服電機的電線也連接到控制電路。電機通過微控制器通過PWM的形式發(fā)送信號進(jìn)行控制，PWM解碼控制電路以所需角度旋轉(zhuǎn)電機，控制電路沿順時針或逆時針方向移動電機，這樣軸也沿所需方向旋轉(zhuǎn)。編碼器將反饋信號發(fā)送到控制電路。當(dāng)電機達(dá)到所需角度時，控制電路會根據(jù)從編碼器接收的信號相應(yīng)地停止電機。

例如，如果電機處于30°，并且微控制器為電機提供60°的角度，則控制電路沿順時針方向旋轉(zhuǎn)電機。當(dāng)電機達(dá)到60°時，編碼器向控制電路發(fā)送信號以停止電機。

伺服電機的應(yīng)用

以下是一些用于在伺服器上方或過度旋轉(zhuǎn)時控制速度的應(yīng)用程序：

它們用于控制無線電遙控飛機中電梯的定位和移動

它們因其平穩(wěn)的開關(guān)和準(zhǔn)確的定位而在機器人的機器人信息中發(fā)揮著重要作用。

它們用于液壓系統(tǒng)中，以維護(hù)航空航天工業(yè)中的液壓油。

在無線電控制玩具中，也使用這些。

它們用于擴展或重播電子設(shè)備（如 DVD 或藍(lán)光光盤播放器）中的光盤托盤。

它們用于保持汽車工業(yè)中車輛的速度。

伺服電機的優(yōu)缺點

優(yōu)勢：

1. 當(dāng)我們在電機上施加重負(fù)載時，驅(qū)動器將增加電機線圈的電流，因為它試圖旋轉(zhuǎn)電機。
2. 在伺服電機中，高速運行將是可能的。

弊：

1. 成本會更高。
2. 伺服電機不適合對旋轉(zhuǎn)進(jìn)行精確控制，因為伺服電機試圖根據(jù)命令脈沖旋轉(zhuǎn)，但滯后。