伺服電機是最高效、最精確的電機之一。它的扭矩慣性比很高。因此，它可以在其大小和質(zhì)量方面產(chǎn)生顯著的扭曲力。這一特性使其適用于需要快速變化速度和可靠定位的區(qū)域。伺服電機可以通過交流或直流電流提供各種尺寸和功率能力。通過使用稍微復(fù)雜的脈寬調(diào)制（PWM）信號，可以控制它們的速度和力。此外，許多伺服電機上通常都提供通信控制器和接口，這使得它們在與復(fù)雜系統(tǒng)集成方面更加通用。這些電機有交流和直流伺服電機兩種類型。

一、什么是直流伺服電機：

直流伺服電機是一種特殊類型的伺服電機，能夠接收直流電源和位置、速度或加速度方面的輸出。這些電機用于電機啟動和停止敏感且快速的應(yīng)用;這包括數(shù)控機器和計算機。

二、直流伺服電機的構(gòu)造和工作：

1．直流伺服電機組成及功能：

直流電動機：核心電動機是采用單獨勵磁的勵磁繞組的直流電動機。根據(jù)勵磁方式，直流伺服電動機可分為兩種類型，即電樞控制電動機和場控電動機。

負(fù)載：負(fù)載可以像風(fēng)扇或耦合到電機機械軸的工業(yè)負(fù)載一樣簡單。

變速箱：用作機械傳感器，用于修改電機的輸出信號（加速度、位置或速度）以適應(yīng)手頭的任務(wù)。

位置傳感器：通常，它是一個電位計，它通過齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生與電機軸的角度相對應(yīng)的電壓來返回信息。

比較器：將參考信號與從位置傳感器獲得的信號進行比較，以生成提供給放大器的誤差信號。

放大器：增加從比較器部分發(fā)出的誤差信號并將其提供給電機。

脈寬調(diào)制器（PWM）：補償提供給電機的反饋信號，以微調(diào)其輸入。

2．工作原理：

當(dāng)有輸入信號時，直流電機和齒輪的軸轉(zhuǎn)動。這種變化由位置傳感器捕獲，其中齒輪的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致其改變其電阻以產(chǎn)生電壓變化。該電壓作為其誤差信號提供給控制器，控制器產(chǎn)生PWM信號來控制電機的輸入。

三、直流伺服電機的傳遞函數(shù)：

對于直流伺服電機，傳遞函數(shù)是指輸出變量的拉普拉斯變換與輸入變量的比率。此功能定義了電機能夠以受控方式將電樞端子上表達(dá)的電能轉(zhuǎn)換為機械能的方式。與現(xiàn)場控制系統(tǒng)相比，電樞控制的直流伺服電機通常具有更好的性能和更快的響應(yīng)速度。

規(guī)格：

軸速度：以RPM（每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)）表示，它是軸旋轉(zhuǎn)的速度。

端電壓：電機設(shè)計的標(biāo)稱電壓，通過饋入電機的電源電壓來操縱電機的速度。

扭矩：電機產(chǎn)生的軸扭矩;它由啟動扭矩（啟動電機旋轉(zhuǎn)所需的扭矩）和運行扭矩（電機以穩(wěn)定方式連續(xù)運行時的扭矩容量）組成。

四、交流伺服電機與直流伺服電機：

1．電源和操作：

交流伺服電機：采用交流電運行，多用于生產(chǎn)需要高壓的設(shè)備。

直流伺服電機：使用直流電運行，常見應(yīng)用用于低壓設(shè)備。

2．控制機制：

交流伺服電機：通過使用編碼器進行位置反饋，可以控制電機的速度和位置。

直流伺服電機：由一個電位器組成，用于反饋以控制位置和速度。

3．速度和扭矩特性：

交流伺服電機：它能夠在變速下提供恒定扭矩，因此適用于需要與變速成正比的高扭矩的用途。

直流伺服電機：提供良好的速度控制并具有高啟動扭矩，但缺點是在較高速度下導(dǎo)致低扭矩。

結(jié)論：

可以得出結(jié)論，直流伺服電機的使用存在于所有需要精確位置、速度或加速度控制的應(yīng)用中。因此，電機的結(jié)構(gòu)，包括電機、變速箱、位置傳感器、比較器和放大器等組件，使其能夠以高精度和最大速度工作。

常見問題解答

問題1：直流伺服電機的特點是什么？

答：直流伺服電機的特點是精確控制角位置、速度和加速度。它們通常具有獨立的勵磁繞組和電樞、電位計或編碼器等反饋機構(gòu)以及閉環(huán)控制系統(tǒng)。這些電機在低速時提供高扭矩，并表現(xiàn)出快速響應(yīng)時間。

問題2：直流伺服電機有哪些優(yōu)點？

答：直流伺服電機具有高精度和響應(yīng)能力，非常適合需要精確定位的應(yīng)用。它們在低速時提供出色的扭矩性能，并且可以使用簡單的電子電路輕松控制。此外，它們的結(jié)構(gòu)相對簡單，維護更容易，運營成本更低。

問題3：直流伺服電機的應(yīng)用有哪些？

答：直流伺服電機廣泛用于機器人、CNC機械和自動化制造系統(tǒng)等應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，精確的運動控制是必不可少的。它們還用于航空航天、軍事設(shè)備和相機自動對焦機構(gòu)，在需要高精度和快速響應(yīng)的環(huán)境中提供可靠的性能。