一篇文章给你讲清楚伺服电机

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  沟通伺服电机的最大特征要素是伺服组织。能被称为“伺服电机”的，除了沟通伺服电机，还有直流伺服电机及RC伺服电机等。下面阐明它们的不同点和特征，粗略地介绍一下伺服组织不可或缺的方位/速度查验测验的组织。

  伺服组织是以物体的方位、方位、姿势等操控量，跟从方针（或给定值）改变的自动操控体系。伺服的英文“servo”以拉丁语中表明“奴隶”的“servus”为词根，意思是依照指令动作的操控。

  一般来说，直流伺服电机与直流电机是被区别对待的。直流伺服电机的优缺陷收拾如下。

  无铁心直流电机，许多厂商将其用于直流伺服电机。无铁心直流电机的特色如下：

  直流伺服电机虽然有电刷与换向器触摸的缺陷，但根本功能能够对抗沟通伺服电机，用处也与之非常挨近。并且，它们在电机及伺服放大器的规划与制作方面有许多共同点，许多厂商把直流伺服电机和沟通伺服电机放在一同出售。

  RC伺服在广义上也算是直流伺服电机，可是其特性及应用领域与直流伺服电机有所区别。RC伺服电机多用于遥控模型的转向操控，运用电位计（可变电阻器）检测方位，旋转视点能到达180°。

  图1.5所示为RC伺服体系示意图。如图1.5（a）所示的框图，RC伺服电机由操控器和电机组成，操控器包括方位误差检测电路、电机驱动放大器及单稳态多谐振动器，电机部分包括直流电机和电位计。

  RC伺服体系的作业原理可用图1.5（b）所示的时序图来阐明。方针方位由外部PWM信号指定，信号周期为20ms，脉宽为1～2ms（详细参数以RC伺服电机数据表为准）。

  接下来是方位检测，依据电机内置电位计的阻值，单稳态多谐振动器输出脉宽改变。方位检测的脉宽与方针方位共同，规模为1～2ms。

  检测方位未到达方针方位，方位误差检测电路输出正转脉冲。若检测方位经过了方针方位，则输出回转脉冲。

  电机驱动放大器依据正转脉冲和回转脉冲的方位偏移脉宽，确认直流电机的驱动电压极性和驱动时刻。之后，经过方位反应，RC伺服电机定坐落方针方位。再者，伺服增益的调整经过电机驱动放大器完结，丈量误差脉冲，调整驱动时刻。

  （5）伺服周期大约为20ms（沟通伺服电机在1ms左右），略为粗豪，振动显着。

  伺服组织依靠反应操控，需求方位或速度检测组织。不论是硬件方法，仍是软件方法，概不破例。沟通伺服电机最拿手操控方位，但也离不开方位检测设备。下面介绍几种典型的方位检测设备。

  图1.6所示为磁编码器的结构示意图。电机的轴上装有多极永磁体。该永磁体不是驱动用的，而是编码器专用。传感器板上的传感器元件有磁阻型（MR）与霍尔型两种。对传感器输出的正弦波状两相信号（sin/cos）进行插值处理，能得到高分辨率方位信息。

  图1.7所示为光电编码器的结构示意图。电机轴上固定有高精度码盘，码盘上有许多光学狭缝。光电晶体管检测经过狭缝（遮光板）的发光二极管（LED）发射的光，将狭缝方位转换成电信号。码盘旋转，便可得到接连脉冲列。这儿以增量式光电编码器为例，其他的还有绝对值编码器。

  图1.8所示为旋转变压器的结构示意图，旋转变压器的转子与电机转子直连。在励磁侧（—次侧）施加沟通电压，转子旋转时在相差90°装备的输出侧（二次侧）便可得到sin/cos信号。因为sin/cos信号的质量高，因而能够适用于高分辨率的绝对值编码器。

  图1.9是沟通伺服电机的体系构成图，大致上能够分为上位操控器、伺服放大器和电机三部分。别的，沟通伺服电机除了图1.9所示的结构，有些体系还将上位操控器用于方位反应的，伺服放大器用于速度操控，或许在电机外部进行方位检测。

  生成电机动作轨道，向伺服放大器宣布指令。其接口一般适用脉冲列，每发送1个脉冲指令，伺服电机便像步进电机相同旋转必定视点。因而，上位操控器也能够适用于步进电机。各厂商的接口现已一致，并非必定要选电机同品牌的上位操控器。不过，本专栏介绍的沟通伺服驱动器已将上位操控器和伺服放大器规划为一体了，不需求独自的上位操控器。

  伺服放大器由伺服操控器与电机驱动放大器组成。沟通伺服电机的伺服操控简直都是数字操控，选用高功能的DSP或许微操控器。电机驱动放大器则是选用矢量操控三相正弦波PWM驱动。

  沟通伺服电机由电机与方位检测设备组成。要操控电机，首先要加深对电机的了解。

  本内容是多摸象线上技能专栏《小型沟通伺服电机操控电路规划》的其间一个小结，假如你想要阅览更多相关联的内容，能够拜访：