伺服電機和伺服控制器的原理是什么？伺服電機扭矩控制問題介紹,！
伺服的結構是怎樣的,？一個最簡易的伺服控制單元，就是一個伺服電機加伺服控制器,，今天就來解析下伺服電機與伺服控制器,。
電機動作的原理
右手螺旋法則（安培定則）——通電生磁
安培定則，也叫右手螺旋定則,，是表示電流和電流激發(fā)磁場的磁感線方向間關系的定則,。通電直導線中的安培定則：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向,，那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向,；通電螺線管中的安培定則：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致,，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極,。
弗來明左手法則——磁生力
確定載流導線在外磁場中受力方向的定則,。又稱電動機定則。左手平展,，大拇指與其余4指垂直,，手心沖著N級，4指為電流方向,，大拇指為載流導線在外磁場中受力方向,。
DC伺服馬達結構
伺服控制單元
SERVO語源自拉丁語,，原意為“奴隸”的意思，指經(jīng)由閉環(huán)控制方式達到一個機械系統(tǒng)的位置,，扭矩,，速度或加速度的控制，是自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行單元,，是把上位控制器的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出,。
1.控制器：動作指令信號的輸出裝置。
2.驅動器：接收控制指令,，并驅動馬達的裝置,。
3.伺服馬達：驅動控制對象、并檢出狀態(tài)的裝置,。
伺服馬達的種類
伺服馬達的種類,，大致可分成以下三種：
1.同步型：采用永磁式同步馬達，停電時發(fā)電效應,，因此剎車容易,，但因制程材料上的問題，馬達容量受限制,?！不剞D子：永久磁鐵；固定子：線圈〕
2.感應型：感應形馬達與泛用馬達構造相似,，構造堅固,、高速時轉矩表現(xiàn)良好，但馬達較易發(fā)熱,，容量(7.5KW以上)大多為此形式,。回轉子,、固定子皆為線圈〕
3.直流型：直流伺服馬達,，有碳刷運轉磨耗所產(chǎn)生粉塵的問題，于無塵要求的場所就不宜使用,，以小容量為主,。〔回轉子：線圈,；固定子：永久磁鐵,；整流子：磁刷〕
SM同步形伺服馬達
特長優(yōu)點：1.免維護。2.耐環(huán)境性佳,。3.轉矩特性佳,，定轉矩。4.停電時可發(fā)電剎車,。5.尺寸小,、重量輕,。6.高效率,。
缺點：1.AMP較DC形構造復雜,。2.MOTOR及AMP必需1：1搭配使用。3.永久磁石有消磁的可能,。
IM感應形伺服馬達
特長優(yōu)點：1.維護容易,。2.耐環(huán)境性佳。3.高速時,，轉矩特性佳,。4.可制做大容量，效率佳,。5.構造堅固,。
缺點：1.小容量機種，效率差,。2.AMP較DC形構造復雜,。3.停電時，無法動態(tài)剎車,。4.隨溫度變動影響特性,。5.AMP與MOTOR必需1：1使用。
DC直流形伺服馬達
特長優(yōu)點：1.伺服驅動器構造簡單,。2.停電時可發(fā)電剎車,。3.體積小、價格低,。4.效率佳,。
缺點：1.整流子外圍需定期保養(yǎng)。2.碳刷磨耗產(chǎn)生(碳粉),，無法應用于要求凊絜的場所,。3.因整流器碳刷的問題，高速時轉矩差,。4.永久磁石有消磁的可能,。
伺服的控制原理
伺服系統(tǒng)的最大特色：透過回饋信號的控制方式〔可做指令值與目標值的比較，因而大幅減少誤差狀況〕,。
何謂回饋信號：向控制對象下達指令后,，正確的追蹤并查明現(xiàn)在值，且隨時回饋控制內(nèi)容的偏差值,、待目標物到達目的地后,，回饋位置值，如此反復動作,。
控制流程：檢測機械本體之位置檢出,，回路為封閉系統(tǒng),，稱之為全閉回路。相反,，檢測馬達軸端之回路系統(tǒng)就稱為半閉回路,。
伺服驅動器的內(nèi)部構成
整流部：通過整流部，將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，?jīng)電容濾波,，產(chǎn)生平穩(wěn)無脈動的直流電源。
逆變部：由控制部過來的SPWM信號,，驅動IGBT,，將直流電源變?yōu)镾PWM波形，以驅動伺服電機,。
控制部分：伺服單元采用全數(shù)字化結構,，通過高性能的硬件支持，實現(xiàn)閉環(huán)控制的軟件化,，現(xiàn)在所有的伺服已采用（DSP數(shù)字信號處理）芯片,，DSP，能夠執(zhí)行位置,、速度,、轉矩和電流控制器的功能。給出PWM信號控制信號作用于功率驅動單元,，并能夠接收處理位置與電流反饋,，具有通訊接口。
編碼器：伺服電機配有高性能的轉角測量編碼器,，可以精確測量轉子的位置與電機的轉速,，
逆變器采用新型電力電子半導體器件目前，伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來越多地采用開關頻率很高的新型功率半導體器件,，主要有大功率晶體管（GTR）,、功率場效應管（MOSFET）和絕緣門極晶體管（IGPT）等。這些先進器件的應用顯著地降低了伺服單元輸出回路的功耗,，提高了系統(tǒng)的響應速度,，降低了運行噪聲。尤其值得一提的是,，最新型的伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)開始使用一種把控制電路功能和大功率電子開關器件集成在一起的新型模塊,，稱為智能控制功率模塊。這種器件將輸入隔離,、能耗制動,、過溫、過壓,、過流保護及故障診斷等功能全部集成于一個不大的模塊之中,。其輸入邏輯電平與TTL信號完全兼容,，與微處理器的輸出可以直接接口。它的應用顯著地簡化了伺服單元的設計,，并實現(xiàn)了伺服系統(tǒng)的小型化和微型化,。
伺服電機扭矩控制問題
伺服進行扭矩控制，有一種就是當扭力越來越大,，伺服速度越來越慢,，還有一種是扭力越大伺服速度越來越快,，當達到設定扭力時保持速度,。有兩種負載用扭矩控制，一種是當速度越快扭力越大,，這時采用扭力控制的話是不是會自動降低速度來把輸出扭力降為設定的扭力;還有一種是速度越快扭力越小,，這時采用扭力控制的話是不是會自動加快速度把扭力降為設定的扭力?
1、扭矩控制,，就是電機電流的控制,，電機電流的大小決定負載力矩，是電機拖動負載時電機自己控制的;
2,、當速度越快扭力越小的負載,，隨著速度的增大負載力矩減小，電機電流會自動減小;
3,、速度的控制,，就是電機電源頻率、電壓的控制,，通過變頻器人為可以控制;
4,、當速度越快扭力越大的負載，例如水泵,、風機負載,，隨著速度的提高力矩增大電流自動增大;
5、這里特別要注意一點,，負載力矩小,，電機的電流就減小，減小電機轉矩,，拖動負載運動,，這個過程是電機的本能，不是別人控制的,，誰也控制不了!
6,、這里特別要注意一點，負載力矩大,，電機的電流就增大,，增大電機轉矩,，拖動負載運動，這個過程是電機的本能,，不是別人控制的,，誰也控制不了!
7、電機的電流閉環(huán)控制時,，負載力矩小,，電流不能低于給定值，電機的頻率,、電壓會自動上升,，增大負載速度增大負載力矩;
8、電機的電流閉環(huán)控制時,，負載力矩大,，電流不能超過給定值，電機的頻率,、電壓會自動下降速度下降,，降低負載力矩;
9、如果碰到減速力矩增大的負載,，電流閉環(huán)控制的結果肯定是到停車;
10,、如果碰到增速力矩減小的負載，電流閉環(huán)控制的結果肯定是到電機同步最高或發(fā)電運行,。
