常用的伺服電動(dòng)機(jī)有兩大類，以交流電源工作的稱為交流伺服電動(dòng)機(jī)，以直流電源工作的稱為直流伺服電動(dòng)機(jī)。本文僅對(duì)直流伺服電機(jī)進(jìn)行詳細(xì)解析。

伺服電動(dòng)機(jī)的功能是把輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上的角位移或角速度輸出，也就是說，伺服電動(dòng)機(jī)是指其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向隨輸入電壓信號(hào)的大小和方向而改變的控制電動(dòng)機(jī)。伺服電動(dòng)機(jī)能帶一定大小的負(fù)載，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，所以又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的性能要求可概況為以下幾點(diǎn)。

（1）無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在控制信號(hào)來到之前，伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；控制信號(hào)來到之后，轉(zhuǎn)子迅速轉(zhuǎn)動(dòng)；控制信號(hào)消失時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂菩盘?hào)為零時(shí)電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，消除自轉(zhuǎn)是自控系統(tǒng)正常工作的必要條件。

（2）空載始動(dòng)電壓低。電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子不論在任何位置，從靜止?fàn)顟B(tài)開始啟動(dòng)至連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的 小控制電壓稱為始動(dòng)電壓。始動(dòng)電壓越小，電動(dòng)機(jī)的靈敏度越高。

（3）機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑穩(wěn)定地調(diào)速。

（4）快速響應(yīng)性好。即機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，因而伺服電動(dòng)機(jī)都要求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。

1.直流伺服電動(dòng)機(jī)分類和結(jié)構(gòu)

直流伺服電動(dòng)機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中具有特殊用途的直流電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)和一般直流電動(dòng)機(jī)無本質(zhì)差異，也由定子與轉(zhuǎn)子兩部分組成。

定子的作用是建立恒定磁場(chǎng)，定子磁極上裝有勵(lì)磁繞組。在直流伺服系統(tǒng)中，常用的是電磁式和永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)。目前，電磁式的勵(lì)磁方式為他勵(lì)方式，電樞和勵(lì)磁繞組由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。

空心杯電樞永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)它由一個(gè)外定子和一個(gè)內(nèi)定子，空心杯電樞在內(nèi)、外定子間的氣隙中旋轉(zhuǎn)。外定子用軟磁性材料做鐵芯，鐵芯上裝有集中繞組（用磁鐵制成兩個(gè)半圓形磁極或在環(huán)形磁鋼上充磁生成N、S極）。內(nèi)定子由圓柱形軟磁材料制成，它作為磁路的一部分，可減小磁阻。電樞是一個(gè)用非磁性材料（如塑料）制成的空心杯狀圓筒，直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸上。在空心杯沿圓周軸向排成空心杯狀并用環(huán)氧樹脂固化成型的繞組。電源通過電刷和轉(zhuǎn)向器加到電樞繞組上。一般直流伺服電動(dòng)機(jī)電樞鐵芯長度與直徑比普通直流電動(dòng)機(jī)大，目的再于減小其飛輪矩，提高響應(yīng)速度。

近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了新品種的直流伺服電動(dòng)機(jī)，如無刷直流伺服電動(dòng)機(jī)。

2.直流伺服電動(dòng)機(jī)工作原理

直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理也和普通小型直流電動(dòng)機(jī)相同。對(duì)他勵(lì)式直流伺服電動(dòng)機(jī)，如果勵(lì)磁繞組通以勵(lì)磁電流，建立恒定磁場(chǎng)，當(dāng)電樞繞組通過電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而勵(lì)磁繞組或電樞繞組中的一個(gè)斷電時(shí)，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。改變勵(lì)磁電流的大小和方向，就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，以滿足伺服電動(dòng)機(jī)的控制要求。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，保持電樞電源電壓不變，通過改變勵(lì)磁電流來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速稱為磁場(chǎng)控制；保持勵(lì)磁電流不變，通過改變電源電壓來控制電動(dòng)機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)速稱為電樞控制。由于后者的特性和精度都比較理想，所以，直流伺服電動(dòng)機(jī)一般采用電樞控制，亦即利用電樞電壓作為控制信號(hào)電壓，而磁場(chǎng)控制方式只用于小功率電動(dòng)機(jī)。

直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)相同。勵(lì)磁繞組接入恒定電壓，接受控制信號(hào)的電樞繞組接受控制電壓信號(hào)時(shí)，電樞繞組中流過電流，其產(chǎn)生的磁通與勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁通互相作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞旋轉(zhuǎn)。改變控制電壓信號(hào)的大小，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。

伺服直流伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng):

①電磁式電樞控制的直流伺服電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)，要先接通勵(lì)磁電源，然后再加電樞電壓。運(yùn)行中應(yīng)盡量避免勵(lì)磁繞組斷電，以免引起電樞電流過大和造成電動(dòng)機(jī)的超速。

②選用不同形式的電樞控制電源時(shí)，注意其容量應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/span>