伺服电机控制原理及驱动器工作原理

伺服电动机已经存在了很长一段时间，并被用于许多应用中。它们体积虽小，但打孔很大，并且非常节能。这些通过驱动器功能使它们可用于操作遥控或无线电遥控玩具车，机器人和飞机。伺服电机还用于工业应用，机器人技术，在线制造，制药和食品服务。但是小家伙如何工作？

伺服电路内置在电机内部，并具有可定位的轴，该轴通常装有齿轮（如下所示）。电机由电信号控制，该电信号确定轴的移动量。

伺服器内部是什么？

为了完全理解伺服系统的工作原理，您需要仔细研究一下引擎盖。里面有一个非常简单的设置：一个小型直流电动机，电位计和一个控制电路。电机通过齿轮固定在控制轮上。随着电机旋转，电位计的电阻发生变化，因此控制电路可以精确地调节运动量和方向。

当电动机的轴是在所希望的位置时，电源供应到电动机被停止。如果不是，则将电动机转向适当的方向。所需位置通过电脉冲通过信号线发送。电机的速度与实际位置和所需位置之间的差异成正比。因此，如果电动机靠近所需位置，它将缓慢旋转，否则将快速旋转。这称为比例控制。这意味着电机只会按照需要完成的工作而努力运行，这是一个非常高效的小家伙。

伺服如何控制？

通过通过控制线 发送可变宽度或脉冲宽度调制（PWM）的电脉冲来控制伺服。有最小脉冲，最大脉冲和重复率。伺服电机通常只能沿任一方向旋转90°，以实现总共180°的移动。电机的空档位置定义为伺服系统在顺时针或逆时针方向上具有相同潜在旋转量的位置。发送到电动机的PWM 根据通过控制线发送的脉冲的持续时间确定轴的位置；该转子将转到所需位置。伺服电机期望每20毫秒（ms）看到一个脉冲，脉冲的长度将决定电机旋转多远。例如，一个1.5ms的脉冲将使电动机转到90°位置。短于1.5毫秒将其沿逆时针方向移至0°位置，长于1.5毫秒将使伺服器沿顺时针方向移至180°位置。

当命令这些伺服器移动时，它们将移动到该位置并保持该位置。如果在伺服器保持位置的同时有外力压在伺服器上，则伺服器将阻止其移出该位置。伺服器可以施加的最大力称为伺服器的扭矩等级。Servos不会永远保持自己的位置。必须重复位置脉冲以指示伺服器保持在原位。

伺服电机类型

伺服电机有两种类型：交流和直流。交流伺服可以处理更高的电流浪涌，并且倾向于用于工业机械中。直流伺服不是为高电流浪涌而设计的，通常更适合于较小的应用。一般来说，直流电动机比交流电动机便宜。这些也是专门为连续旋转而制造的伺服电机，这是使机器人运动的简便方法。它们在输出轴上带有两个滚珠轴承，以减少摩擦，并易于使用静止点调节电位计。

伺服电机应用

伺服系统用于无线电控制的飞机中，以定位控制表面，例如电梯，方向舵，机器人行走或操作夹具。伺服电机体积小，具有内置控制电路，并且具有适合其尺寸的功率。

在食品服务和药品中，这些工具设计用于较苛刻的环境，因为在高压和高温下反复清洗以保持严格的卫生标准，因此腐蚀的可能性很高。Servos还用于在线制造中，在这种情况下，需要高重复性和精确的工作。

当然，您不必知道伺服系统如何工作才能使用一个伺服系统，但是与大多数电子设备一样，您对了解的越多，展开项目的机会就越多和项目的能力。无论您是建筑机器人的业余爱好者，还是设计工业系统的工程师，或者只是不断好奇，伺服电机会将您带往何处？了解更多电机专业知识及技巧，可加入电机行业内qq群136274082，业内专业老师傅解答。