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，可以根據(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)伺服控制器的指令提供扭矩和速度，并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)動作。

　　伺服電機(jī)有多種類型、形狀和尺寸可供選擇。1859年，Joseph Facort首次使用伺服一詞，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，由電機(jī)、反饋裝置和控制電子裝置三個關(guān)鍵部件組成。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)供電并將反饋數(shù)據(jù)與指令參考進(jìn)行比較，以驗(yàn)證伺服電機(jī)是否按指令運(yùn)行。

　　伺服電機(jī)的應(yīng)用有很多種，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)到用于多軸加工中心的復(fù)雜運(yùn)動控制器驅(qū)動的復(fù)雜無刷電機(jī)。

　　常見的伺服機(jī)構(gòu)的一個例子是車輛巡航控制，它由發(fā)動機(jī)（電機(jī)）、速度傳感器（反饋）和將車速與設(shè)定速度進(jìn)行比較的電子設(shè)備組成。如果車輛減速，傳感器會將這些數(shù)據(jù)提供給電子設(shè)備，電子設(shè)備反過來會增加發(fā)動機(jī)中的氣體量，以將速度提高到所需的設(shè)定點(diǎn)一個簡單的閉環(huán)系統(tǒng)。

　　一個簡單的工業(yè)伺服電機(jī)由一個永磁直流電機(jī)和一個集成的轉(zhuǎn)速計(jì)組成，它可以提供與速度成正比的輸出電壓。驅(qū)動電子設(shè)備根據(jù)轉(zhuǎn)速計(jì)反饋的電壓為電機(jī)提供必要的電壓和電流。在這個例子中，指令速度（表示為指令參考電壓）在驅(qū)動器中設(shè)置，然后驅(qū)動器中的電路比較轉(zhuǎn)速計(jì)反饋電壓并確定是否達(dá)到了所需的速度，稱為速度閉環(huán)。速度環(huán)監(jiān)控指令速度和轉(zhuǎn)速計(jì)反饋，而驅(qū)動器調(diào)整電機(jī)的功率以維持所需的指令速度。

　　在更復(fù)雜的伺服電機(jī)系統(tǒng)中，將調(diào)整多個嵌入式回路以獲得最佳性能，以提供精確的運(yùn)動控制。該系統(tǒng)由使用精密反饋元件的電流、速度和位置環(huán)組成。每個循環(huán)向后續(xù)循環(huán)發(fā)送信號并監(jiān)視適當(dāng)?shù)姆答佋赃M(jìn)行實(shí)時校正以匹配命令參數(shù)。

　　基本電路是電流或轉(zhuǎn)矩電路。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。電流傳感器是一種提供與流過電機(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。從命令信號中減去該信號。當(dāng)伺服電機(jī)處于指令電流時，將滿足循環(huán)，直到電流降至指令電流以下。然后循環(huán)將增加電流直到達(dá)到命令電流，并且循環(huán)將以亞秒更新速率繼續(xù)。

　　速度環(huán)的工作原理相同，電壓與速度成正比。當(dāng)速度低于指令速度時，速度環(huán)向電流環(huán)發(fā)送指令增加電流（從而增加電壓）。

　　位置環(huán)接受來自PLC或運(yùn)動控制器的命令，后者又提供速度命令，該命令被饋送到速度環(huán)，后者又命令所需的電流來加速、保持和減速電機(jī)以移動到命令位置。所有三個回路都以優(yōu)化的同步方式工作，以提供對伺服機(jī)構(gòu)的平滑和精確控制。