什么是伺服電機？

伺服是一種電磁裝置，利用負反饋機制將電信號轉換為受控運動。基本上，伺服系統的行為類似于執行器，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，位置和線性伺服電機。

伺服電機的類型

在輪換的基礎上

• 位置旋轉舵機：位置舵機可以在大約一半的圓圈內旋轉軸。此外，它還具有保護旋轉傳感器防止過度旋轉的功能。定位伺服器主要用于四肢、機械臂等許多場所。
• 連續旋轉舵機：連續舵機在結構上與位置舵機相似。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系統和機器人。
• 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，當舵機靜止時，PWM 關閉。靜止時產生的扭矩使啟動時間處于非活動狀態。此外，模擬伺服器每秒只能發送 50 個脈沖。

2****數字伺服電機

使用小型微處理器數字伺服接收信號并作用于高頻電壓脈沖。數字舵機每秒可以發送300個脈沖，與模擬舵機相比非常高。由于脈沖更快，數字舵機可提供平穩的響應和一致的扭矩。數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矩響應，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用。并且，三相鼠籠式伺服用于大功率系統。

伺服電機的構造

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。

轉子繞組：這種類型的繞組繞在電機的旋轉部分。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，可確定電機的轉速和電機的每分鐘轉數。

伺服電機機構

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

伺服電機工作在自動閉環系統的現象上。該閉環系統需要控制器。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。當邏輯差值較高時，電機將在所需時間內打開，當邏輯差值較低時，電機將在所需時間內關閉。基本上，比較器用于確定電機是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，即脈寬調制。它們向電機發送寬度不一致的電信號。寬度脈沖在1毫秒至2毫秒的范圍內變化，并在一秒鐘內重復50次將其傳輸到伺服電機。脈沖的寬度控制旋轉軸的角位置。其中，使用了三個術語來表示伺服電機的控制，即最大脈沖，最小脈沖和重復率。

例如 ，舵機以1毫秒的脈沖移動，使電機向0°轉動，而以2毫秒的脈沖將電機向180°轉動，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，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行感應，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的形式發送信號進行控制，PWM解碼控制電路以所需角度旋轉電機，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。編碼器將反饋信號發送到控制電路。當電機達到所需角度時，控制電路會根據從編碼器接收的信號相應地停止電機。

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電機。當電機達到60°時，編碼器向控制電路發送信號以停止電機。

伺服電機的應用

以下是一些用于在伺服器上方或過度旋轉時控制速度的應用程序：

它們用于控制無線電遙控飛機中電梯的定位和移動

它們因其平穩的開關和準確的定位而在機器人的機器人信息中發揮著重要作用。

它們用于液壓系統中，以維護航空航天工業中的液壓油。

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備（如 DVD 或藍光光盤播放器）中的光盤托盤。

它們用于保持汽車工業中車輛的速度。

伺服電機的優缺點

優勢：

1. 當我們在電機上施加重負載時，驅動器將增加電機線圈的電流，因為它試圖旋轉電機。
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進行精確控制，因為伺服電機試圖根據命令脈沖旋轉，但滯后。