什么是伺服电机？

伺服电机又称伺服系统或精密执行器，是在工业自动化流程中进行运动控制的基础机电装置。伺服电机设计精巧，可用于精确调控位置、速度和扭矩，性能稳定，响应快速，即使是应用于对动态调整和极端精度要求极高的运行环境中，其也能确保高效运行。

在要求日益严苛的工业环境中，伺服电机作为自动化控制的关键元件，即便在变负载工况和连续生产周期下，仍能保障安全、稳定且高度可靠的运行。

什么是伺服驱动器系统？

伺服驱动器系统由伺服驱动器、伺服电机和编码器组成。伺服驱动器比对目标值与电机编码器实际反馈信号，相应地调节电机，实现对伺服电机的控制。编码器则持续提供位置与速度数据，从而进行精准的运动控制。

伺服电机的类型

在进行工业自动化工程设计时，掌握市场上伺服电机的类型对于设计实现高精度、高度稳定且高效的运动控制系统至关重要。各类伺服电机均具备独特特性，可满足从轻量重复性作业到高机械强度复杂运行的不同应用需求。选择的伺服执行器是否合适，将直接影响着整个系统的可靠性和生产率。

AC 伺服电机（交流电）

AC 伺服电机是一种无刷、永磁同步电机，设计用于低电压运行。这种电机专为工业环境设计，支持高负载和连续运行周期，同时可实现出色的扭矩控制。 AC 伺服电机常用于要求高性能和高可靠性的 CNC 机床、机械臂和自动化组装线，例如 EMMT-AS。

DC 伺服电机（直流电）

DC 伺服电机是一种无刷、永磁同步电机，设计用于超低电压运行 (24 ...48V)。作为一种直流无刷电机（BLDC 或 EC），这种电机需要电子伺服驱动器来管理直流电流的开关。 DC 伺服电机响应迅速，具有良好的位置和速度控制能力，非常适合轻型机器人、实验室仪器和简单定位系统等低功耗的应用，例如 EMMT-EC。

闭环步进电机

该设计整合了步进电机与实时反馈，同时消除了步进损耗。其非常适合用于要求高精度的轻型自动化装置和系统，价格比传统伺服电机更有优势，例如 EMMT-ST 和 EMMB-ST。

直线伺服电机

这种类型的电机不进行旋转运动，而是实现极其精确的直线运动。线性伺服电机非常适合检查仪器、医疗应用和需要进行受控直线位移的工业过程。

优势

伺服电机相对于传统电机具有多项优势，是现代工业自动化领域不可或缺的设备。

精度

伺服电机的独特之处在于其能够实现超高的运动与定位精度。与传统电机以恒定转速运行且无位置反馈不同，伺服电机通过编码器或传感器持续监测轴的精确位置。该反馈机制可实现实时调节，确保电机运动精度达到小数度级别。在精度要求极高的工业应用中，如 CNC 机床、机器人和自动化设备中，这一特性至关重要。

控制

与传统电机相比，伺服电机的控制性能是另一项卓越的优势。由于结构精密，且控制器采用先进算法，伺服电机可以精确控制速度、位置和扭矩。传统电机仅能进行启停操作或基础调速，而伺服电机可通过编程执行需要实现速度和位置细微变化的复杂任务。因此，它们非常适合用于需要高度灵活性和精细控制的应用。

动态响应

伺服电机的动态响应性能，是其相对于传统电机的另一优势。伺服电机具备实时反馈系统和根据控制指令即时调整的能力，因此可对负载或运行条件的变化做出快速反应。得益于此，伺服电机在运行条件快速变化的动态环境中，例如在抓取系统和自适应生产线中极为高效。迅速响应精确指令并即时调整运行，对于保持自动化流程的效率和质量至关重要。

伺服电机包含哪些组件？

伺服电机系统由多个关键组件协同工作，共同实现精密运动控制：

电机

伺服电机的核心是电机本体，根据具体应用场景可采用直流 (DC) 或交流 (AC) 两种类型。直流电机通常用于需要精确控制低速工况下速度和扭矩的场景，而交流电机则更适用于高功率及高速应用。电机将电能转化为机械运动，其设计针对快速响应和变化工况效率进行了优化。

编码器

编码器或位置传感器是伺服电机有别于传统电机的关键组件。编码器可实时测量电机轴的精确位置，并向控制器提供连续反馈。编码器主要有两种：增量式和绝对式。增量式编码器提供轴的运动信息，而绝对值编码器可实时指示轴的精确位置。这种反馈对于精确的运动控制至关重要，有利于进行实时调整，使运行保持在所需的参数范围内。

伺服驱动器

伺服驱动器是伺服电机的智能控制核心，可通过解析 PLC 或计算机等控制系统的输入指令，然后根据编码器反馈实时调节电机运行状态。它负责执行复杂的控制算法，如 PID（比例、积分、微分），以精确调节电机的速度、位置和扭矩。伺服驱动器还能动态调节电机运行状态，以应对负载波动及其他工况变化，确保出色的运行性能，例如 CMMT-AS 或 CMMT-ST。