伺服电机工作原理伺服电机工作原理伺服电机原理示意图( 三 )

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U1为励磁电压， U2为电枢电压。

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由机械特性可知：(1)U1（即磁通￠）不变时，一定的负载下， U2↑,n↑ 。(2)U2=0时，电机立即停转。反转：电枢电压的极性改变，电机反转。应用：直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。经常用在功率稍大的系统中，它的输出功率一般为1-600W 。它的用途很多，如随动系统中的位置控制等。
伺服电机在工业机器人中的应用
机器人产业的增长如火如荼，遍地开花，大量机床厂家、伺服厂家和其他有条件的企业都纷纷转向机器人市场。为何机床厂家和伺服厂家如此积极转型研发机器人?工业机器人有4大组成部分，分别为本体，伺服，减速器和控制器。
步进电机用于驱动机器人的关节，要求是要有最大功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。
机器人产业壮大，需要在伺服、集成控制等领域相继取得突破才能成行。目前，我国在伺服等领域依然处于待突破阶段，对本土机器人产业造成不利影响。
工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。
工业自动化进程的持续推进，对于自动化软件及硬件设备的需求都居高不下，其中国内工业机器人的市场一直稳步增长，预计在2015我国成为全球最大需求市场。
与此同时，直接带动伺服系统的市场需求。美莱克供应的鸣志步进伺服电机系统在集成式电机中完美融入了伺服控制技术，具有精度高、稳定性好、速度快等特点。
目前，由于高启动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电机在工业机器人中得到广泛的应用。其他电机，如交流伺服电机、步进电机根据不同的应用需求也会应用到工业机器人中。
特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电机，尤其是要求快速响应时，伺服电机必须具有较高的可靠性，并且有较大的短时过载能力。具体使用要求：
快速性。
启动转矩惯量比大。
控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电机的转速能连续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。
调速范围宽。
体积小、质量小、轴向尺寸短。
能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能够在短时间内承受过载。
伺服电机行业未来趋势

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现代交流伺服系统，在经历了从模拟到数字化的转变后，其内部数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制等;其实现主要通过新型功率半导体器件，像高性能DSP加FPGA、甚至伺服专用模块也不足为奇。且新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法也日新月异，国际厂商的伺服产品大概每5年亦会更新换代——总而言之，产品生命周期越来越短，变化越来越快。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些伺服电机系统的最新发展趋势：

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高效率化
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计；也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间机械传动设备的（如齿轮箱）传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。

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