服從控製信號（hào）指揮的電機：伺服電機

 本文來自OFweek工控網：“伺（sì）服”一詞源於希臘語“奴隸”的意（yì）思。“伺服電機（jī）”可以理解為服從控製信號指揮的電機：在控製信號發出之前，轉子靜止不動；當控製信號（hào）發出時，轉子立即轉動；當控製信號消失時，轉（zhuǎn）子能即時停轉。伺服電機是自動控製裝置中被用作執行元件的（de）微特電機，其功能是將電信號轉（zhuǎn）換成轉軸的（de）角位移或角速度。

機器人用伺服電機要求控製器與伺服之間的總線通訊速度快；伺服的（de）精（jīng）度高；另外對基礎材料有加工要求。特別是像機器人末端（duān）執行器（手爪）應采用體積、質量盡可能小的電機（jī），尤其是要求快速響應時，伺服電動（dòng）機必須具有（yǒu）較高的（de）可靠性和穩定性，能經受得起苛刻的運行（háng）條件，可進行十分頻繁的正反向和加減（jiǎn）速運行，並（bìng）能在短時間內承受過載。

伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類（lèi）

交流伺服電機的基本構造與交流感應電動機（異（yì）步電機）相（xiàng）似。在定（dìng）子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組（zǔ）Wf和控製繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加（jiā）到Wc上的交流電壓或相位的變化，達到控製（zhì）電機運行的目的。交流伺（sì）服電機具有運行（háng）穩定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調（diào）節特性的非線性度指標嚴格（gé）（要求分別小於10％～15％和小於15％～25％）等特點。

直流伺服電機基本構（gòu）造與一般直流電動機相似（sì）。電機轉速（sù）n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動勢，K為常數，j為每（měi）極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電（diàn）樞電阻，改變Ua或改變φ，均可控製直流伺服電動機的轉速，但（dàn）一般采用控製（zhì）電樞電壓（yā）的方法，在（zài）永磁式直流伺（sì）服電動機中，勵磁繞組被磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動機（jī）具有良好的線性調節特性（xìng）及快（kuài）速的時間響應（yīng）。

伺服電（diàn）機的重要性（xìng）

工業機器人的控（kòng）製係統和自動化產品主要涉及伺服電機、減速機、控製器和傳感器等。伺服電機是工業機器人的動力係統，一般安（ān）裝在機器（qì）人的“關節”處（chù），是機器人運動（dòng）的“心髒”。

目前，機器（qì）人的關節驅動離（lí）不開（kāi）伺（sì）服係統，關節越多，機器人的柔性（xìng）和精準度越高，所要（yào）使用的伺服電機的數量就越多（duō）。機器人對伺服係統的要求較高（gāo），必須滿足快速響應（yīng）、高起動轉矩、動轉矩慣量比大、調速範圍寬，要（yào）適應機器人的形體做到體積小、重量輕、加（jiā）減速運行等（děng）條件（jiàn），且（qiě）需（xū）要高可靠性和穩定性。目前，工業機器人使用的較多的是交流伺服係統。

伺服電機的市場分布

目前，在中國工業機器市場，主流的供應商包（bāo）括，日本（běn）鬆下、安川、三菱，以及歐洲和美國的倫茨和博世力士樂。從市占率來看，目前國外伺服企業在我國的市場（chǎng）占有率達75%。其中，日本品牌（pái）占比為50%；歐（ōu）美品（pǐn）牌（pái）占比達25%。而國產品牌隻占（zhàn）據（jù）了（le）20%左右的市場份額。

當前我國中（zhōng）低端伺服係統已經能夠（gòu）實現大規模量產，但高端伺服係統尚未形成（chéng）商品化和批量生產能（néng）力，國內對精密伺（sì）服電機控製係統的需求主（zhǔ）要依賴進口。機（jī）器人產業發展風生（shēng）水起，隨著扶持政策（cè）對機（jī）器人產業的推（tuī）進（jìn），以及國產（chǎn）伺服（fú）技術的不斷提（tí）升，我國伺服（fú）係統進口替代的步伐將加快。