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TUhjnbcbe - 2025/7/28 19:20:00

一般的电机主要作为设备的动力源用于连续旋转,与此相对,配备了控制机构的伺服电机,可以仅转动固定角度并停在精确的位置上。利用这个特点,伺服电机广泛应用于工业领域和业余爱好领域的各种设备控制场景中,从工业机器人的关节定位到确定无线电控制飞机的舵角,到处都有它的身影。

什么是伺服电机?

伺服电机是通过旋转连接至发动机节气门的轴进行工作的一种电机类型。因为可以对旋转角度和转速进行精确控制,所以被广泛应用于自动化制造、机器人以及个人的物联网项目等。

伺服电机具有一个编码器,用于检测旋转角度,并使用编码信号将输出轴定位到指定角度。我们可以来看一下不同类型电机之间的区别:

电机:通电时可旋转。

伺服电机:在0度到N度的范围内旋转,对信号作出响应。

步进电机:以离散的步进角旋转,并且在有信号或无信号的情况下都可以进行控制。

无刷直流电机:施加稳定直流电压时,可连续旋转,因此可以稳定地控制转速。

请务必根据应用的特点来选择合适的电机。

不同类型的电机伺服电机的类型

那么,您应该购买哪种类型的伺服电机呢?购买伺服电机时,请考虑以下要点:

扭矩:用于驱动电机的力矩;扭矩数值越大,力矩越大(单位:kgf·cm等)

转角:在特定角度下电机的旋转/位置

工作速度:转速

工作电压:工作所需电压

扭矩的计算

使用伺服电机时,最重要的是要了解您所需要的扭矩值。伺服电机的扭矩以kgf·cm或kg为单位表示。如果以kgf·cm为单位来计算扭矩,计算出来的值就表示它在1[cm]的半径下可以举起的多少N[kg]物体。如果您想要举起5kg的物品,并且在伺服电机轴上连接的手柄长度为2cm,那么需要大于5kgf×2cm=10kgf·cm的扭矩。

伺服电机与步进电机的区别

步进电机与伺服电机一样,配备了通过接受外部信号控制旋转角度的机构,它们都可以执行设备类的定位等操作,但是具有下列区别。

控制方式

伺服电机通过编码器(旋转检测器)检测出旋转位置,并将编码器检测到的信息反馈给控制器来控制位置。因此能够实现高精度停止,即使是在旋转过程中停止,如果位置有偏差也能返回原来的位置。另一方面,步进电机的旋转角度与脉冲数成正比,驱动器通过从控制器接收这个脉冲信号来控制位置。因此,其实它并不需要检测位置的机构,也就无法识别位置的偏差。所以可能会因意外的负载波动等原因而发生失步(指示的旋转角度与电机旋转不同步的状态)。

伺服电机步进电机

扭矩/转速

伺服电机在低速区域和高速区域均能产生稳定扭矩,因此可以实现高速运行。步进电机只是在低速区域能够产生较高的扭矩,在高速区域扭矩减小,因此不适合高速旋转的用途。

成本

伺服电机因为需要使用昂贵的旋转编码器和伺服控制装置(伺服驱动器),成本比步进电机更高。

伺服电机的类型

伺服电机可以分为DC伺服电机和AC伺服电机两类。

DC伺服电机

由带刷DC(直流)电机驱动的伺服电机。DC电机比AC电机容易控制,且体积小、价格低,因此以前广泛使用,但是随着AC电机控制技术的发展,现在使用的机会越来越少了。

AC伺服电机

由AC(交流)电机驱动的伺服电机。其控制比DC电机复杂,但是随着控制技术的发展,现在已经是使用最普遍的伺服电机了。

AC伺服电机按照驱动电机的类型可以分为同步(SM)型和感应(IM)型两类。两者的区别在于是否使用永磁体。

同步(SM)型使用永磁体。电机输出功率越大,昂贵永磁体的使用量也越多,所以成本较高。因此,多用于输出功率较小的领域(不足10kW),现如今随着高性能永磁体的出现,同步型也就成了主流产品。

感应(IM)型不使用永磁体,用于输出功率较大的领域(10kW以上)。

伺服电机的用途

伺服电机的优势是精确的定位控制,因此广泛应用于工业机器人和精密机械的控制。

工业机器人的关节

人形(类人)机器人的关节

食品机械的控制装置

包装机械的控制装置

输送装置的皮带机构

电动车辆等的自动门

液晶和半导体的检查装置等的X-Y工作台

冲压和辊式给料机

机床和检查装置的旋转工作台

压力装置的控制

邦定装置的控制

树脂成型机的控制

娱乐设备的控制

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