什么是伺服系统？如何来选择伺服电机？ 点击：1922 | 回复：4
发表于：2010-08-18 18:53:07
楼主
伺服驱动系统（Servo System）简称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控车床等。使用在伺服系统中的驱动伺服电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量（使用在电机系统中的伺服电机转动惯量较大，为了能够和丝杠等机械部件直接相连。伺服电机有一种专门的小惯量电机，为了得到极高的响应速度。但这类电机的过载能力低，当使用在进给伺服系统中时，必须加减速装置。转动惯量反映了系统的加速度特性，在选择伺服电机时，系统的转动惯量不能大于电机转数惯量的3倍）较大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。当然，其基本工作原理和普通的交直流电动机没有什么不同。该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服，一般其内部包括电流、速度/或位置闭环。
发表于：2010-08-31 06:44:03
2楼
如何来选择伺服电机(一点经验)
伺服电机，按照通常的区分划分为步进电机、直流有刷伺服电机、直流无刷伺服电机、交流伺服电机，
随着科技的日益进步，许多特种伺服电机应运而生，比如压电陶瓷电机、直线电机以及音圈电机，在这里我
们主要讲讲通常意义下伺服电机的选择。
选择什么样的伺服电机，在很大程度上取决于负载的物理特性，负载的工作特性、系统要求以及工作环
境。一旦系统要求确定后，无论选择何种形式的伺服电机，首先要考虑的是选择多大的电机合适，主要考虑
负载的物理特性，包括负载扭矩、惯量等。在伺服电机中，通常以扭矩或者力来衡量电机大小，所以选电机
首先要计算出折算到电机轴端负载扭矩或者力的大小。计算出扭矩以后需要留出一部分余量，一般选择电机
连续扭矩>=1.3倍负载扭矩，这样能保证电机可靠的运行。除此外还需要计算折算到轴端负载惯量的大小，
一般选择负载惯量：电机转子惯量<5：1，以保证伺服系统响应的快速性。如果出现电机和负载之间惯量，
扭矩不匹配的情况，那么只能牺牲速度，在电机和负载间增加减速机了，这时你需要权衡。
选择出用多大扭矩的电机后，需要做的是了解负载的工作特性和工作环境。负载的工作特性包括如负载
是高速还是低速运行，加速度需要达到多少，是否需要频繁起停，频率需要达到多少，系统运行精度等等。
这时选择伺服电机也并没有什么特定的规律可循，关键的是你所选择的电机必须适应你负载运动的工作要
求。比如在系统精度要求不高、运动速度在几百转以下（不超过500转）但不至于过低（大于1转），不需
要频繁起停的情况下，步进电机是一种很好的选择。这是因为步进电机开环控制，控制精度低，速度太高，
电机扭矩会下降的很快，将带不动负载，速度过低会出现转动不连续的爬行现象，而且步进电机的响应也不
快，不适合频繁启动的应用场合。当运动速度几转到3000多转以下时，控制精度相对要求较高，可以选择直
流或者交流伺服电机。一般情况下，交流伺服电机低速特性不如直流伺服电机，如果负载工作于较低速，建
议选择直流伺服电机。而有刷直流电机由于存在电刷换相，会有换相环火产生，在真空防暴水下等场合是
不能使用的，并且由于环火使电机轴膨胀以及传导给连接部件，在系统精度要求高的场合也不能使用。现在
工业应用中广泛应用的交流伺服电机为交流永磁同步电机，由于其在额定转速以下呈现的恒扭矩特性，所以
多用于负载扭矩恒定或者变化不大的场合，比如机床进给系统。选择是相对的，同一种应用，可以用交流也
可以用直流，有时取决于环境，比如有的机器人项目，交流电源相对而言比较难得到，那就只能用直流伺服
电机了。还有许多特殊应用场合，常规意义的伺服电机是很难完成任务的，比如超低速平稳运行，有的甚至
低到每年几转，一般的伺服电机完成不了这个要求，只能选择力矩电机来完成任务了。又比如需要频繁起
停、快速响应、高加速度，普通伺服也很难满足要求，一般交流伺服电机带负载频繁起停频率不会高于
5HZ，而直线电机就不一样了，可以做到高加速度有的达30G，起停频率可到20HZ。选择电机唯一的规律就是
了解负载特性，了解工作环境，了解电机特性，只有这样才能选择合适的伺服电机。
伺服电机，按照通常的区分划分为步进电机、直流有刷伺服电机、直流无刷伺服电机、交流伺服电机，
随着科技的日益进步，许多特种伺服电机应运而生，比如压电陶瓷电机、直线电机以及音圈电机，在这里我
们主要讲讲通常意义下伺服电机的选择。
选择什么样的伺服电机，在很大程度上取决于负载的物理特性，负载的工作特性、系统要求以及工作环
境。一旦系统要求确定后，无论选择何种形式的伺服电机，首先要考虑的是选择多大的电机合适，主要考虑
负载的物理特性，包括负载扭矩、惯量等。在伺服电机中，通常以扭矩或者力来衡量电机大小，所以选电机
首先要计算出折算到电机轴端负载扭矩或者力的大小。计算出扭矩以后需要留出一部分余量，一般选择电机
连续扭矩>=1.3倍负载扭矩，这样能保证电机可靠的运行。除此外还需要计算折算到轴端负载惯量的大小，
一般选择负载惯量：电机转子惯量<5：1，以保证伺服系统响应的快速性。如果出现电机和负载之间惯量，
扭矩不匹配的情况，那么只能牺牲速度，在电机和负载间增加减速机了，这时你需要权衡。
选择出用多大扭矩的电机后，需要做的是了解负载的工作特性和工作环境。负载的工作特性包括如负载
是高速还是低速运行，加速度需要达到多少，是否需要频繁起停，频率需要达到多少，系统运行精度等等。
这时选择伺服电机也并没有什么特定的规律可循，关键的是你所选择的电机必须适应你负载运动的工作要
求。比如在系统精度要求不高、运动速度在几百转以下（不超过500转）但不至于过低（大于1转），不需
要频繁起停的情况下，步进电机是一种很好的选择。这是因为步进电机开环控制，控制精度低，速度太高，
电机扭矩会下降的很快，将带不动负载，速度过低会出现转动不连续的爬行现象，而且步进电机的响应也不
快，不适合频繁启动的应用场合。当运动速度几转到3000多转以下时，控制精度相对要求较高，可以选择直
流或者交流伺服电机。一般情况下，交流伺服电机低速特性不如直流伺服电机，如果负载工作于较低速，建
议选择直流伺服电机。而有刷直流电机由于存在电刷换相，会有换相环火产生，在真空防暴水下等场合是
不能使用的，并且由于环火使电机轴膨胀以及传导给连接部件，在系统精度要求高的场合也不能使用。现在
工业应用中广泛应用的交流伺服电机为交流永磁同步电机，由于其在额定转速以下呈现的恒扭矩特性，所以
多用于负载扭矩恒定或者变化不大的场合，比如机床进给系统。选择是相对的，同一种应用，可以用交流也
可以用直流，有时取决于环境，比如有的机器人项目，交流电源相对而言比较难得到，那就只能用直流伺服
电机了。还有许多特殊应用场合，常规意义的伺服电机是很难完成任务的，比如超低速平稳运行，有的甚至
低到每年几转，一般的伺服电机完成不了这个要求，只能选择力矩电机来完成任务了。又比如需要频繁起
停、快速响应、高加速度，普通伺服也很难满足要求，一般交流伺服电机带负载频繁起停频率不会高于
5HZ，而直线电机就不一样了，可以做到高加速度有的达30G，起停频率可到20HZ。选择电机唯一的规律就是
了解负载特性，了解工作环境，了解电机特性，只有这样才能选择合适的伺服电机。
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