暗藏機遇的高精度伺服電機

引言：隨著工業社會的推進，人們對電機的性能有了更高的要求。以高精度伺服電機為例，工業機器人的大規模普及為其市場帶來了發展機遇。我國制造生產系統正在經歷轉型與升級，電機作為自動化生產鏈的核心設備，高精度伺服電機在其中發揮著不可估量的作用。

　　伺服電機（servomotor）是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置。

　　伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

　　在對精度有要求的運動控制應用中，有很多伺服電機和設備執行器都可以滿足其要求，但是完整控制系統的選型、設計和集成對于運動控制的可重復性和精度十分關鍵。盡管相對于有競爭關系的技術而言，伺服電機有很多優點，但是在應用時還必須考慮一系列因素。

　　從定位、速度，和力矩控制精度方面來講，伺服系統提供了可能是最高水平的性能。相較于低成本的步進電機系統，伺服系統在更高的轉速下（最高可達5,000轉/分鐘）仍可以提供更大的力矩。步進電機，**力矩發生在零轉速時，而伺服電機的**力矩發生在更高的轉速。用于設備控制的典型伺服系統，所能提供的功率范圍也比步進電機更大，可達3千瓦或更多。

　　也許，步進電機和伺服電機之間最顯著的不同在于：伺服電機利用閉環控制改進了定位精度。盡管某些步進電機裝置也具有閉環控制功能，但是能夠實現精確和高速的運動控制，并且沒有諸如電機停止以及定位錯誤等問題，仍然是伺服電機的普遍優勢。閉環位置控制、更高的力矩和更高的速度，使得伺服電機在高精度應用場合具有更大的優勢。

　　相較于具有變頻驅動的直流電機和交流電機，伺服電機在轉速、高峰值力矩和加速度方面具有非常明顯的優勢。伺服電機可以將轉速精確的控制在5,000轉/分鐘或更高。其閉環定位能力也遠遠的超過變頻電機和驅動設備的典型定位功能。伺服系統還能運行在純力矩模式下，這時系統提供特定的力矩而不需考慮定位或轉速。這是各種繞線操作的一般需求。

　　伺服電機的控制精度取決于電機自身的精度和所帶傳動機構的傳動精度，電機的精度一般是1/1024每圈，不要看17位或20位什么的那只是個細分后的，根本不能作為精度考慮。傳動機構根據所采用結構的剛性不同而不同，一般情況剛性越好的傳動精度越高。

　　以上是對高精度伺服電機的簡要分析，在制造技術升級和研發經驗沉淀的基礎上，高精度工業產品將會在未來取得更大的突破。