干货分享：什么是伺服？

在自动化设备的研发中，最不能缺少的动力执行器件就是伺服控制系统了。伺服拥有众多的优点，如不会像步进电机一样会产生失步，因为伺服电机的后面带了一个旋转编码器，旋转编码器可以用来判断伺服电机再接收到脉冲后，是否进行了相应的运动。而且伺服电机运行速度高，再额定的转速下，输出的转矩为额定的。下面先上一张松下伺服的电机图。

松下伺服电机外形图

现在市面上流行的为松下A5II系列或者是松下A6系列伺服。松下A6系列伺服的编码器不仅可以作为增量式编码器使用。而且在加装上电压为3.6v的锂电池之后，还能作为绝对式编码器使用。小伙伴们应该要知道，步进电机的使用需要驱动器。伺服电机的使用也离不开驱动器。松下伺服驱动器有多种功能的驱动器。其中最简单的驱动器只具备位置控制功能。也就是说，只能用来控制伺服走位置，其中伺服控制器的型号（A6系列）以SE为结尾。另外一种控制器的型号以SG为结尾，此种控制器相比位置控制器而言，除了能够进行位置控制以外，还能进行外部设备与控制器之间的通讯。最后一种控制器的型号以SF结尾，此种控制器除了拥有以上功能外，还能进行力矩控制模式，速度控制模式，全闭环控制模式。

松下A6系列伺服控制器

另外给小伙伴们说一点，一定要注意哦。松下系列伺服新的系列伺服可以配老款电机，但是老款的伺服驱动，不能配新款电机，例如，松下A6系列伺服控制器，除了可以控制A6系列的伺服，还能控制A5II，A5系列的伺服电机，但A5II，A5系列伺服控制器却不能控制A6系列的伺服电机。

那么接下来和大家聊聊伺服为什么这么精确！

伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。

伺服电机(图1)

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机 。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类。

工作原理

1、伺服系统（servo mechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移。

因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。

直流和交流伺服电机

1、直流伺服电机分为有刷和无刷电机

有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。

2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

3、伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别：

交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。

永磁交流伺服电机

永磁交流伺服电机同直流伺服电动机比较的主要优点有：

无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。

定子绕组散热比较方便。

惯量小，易于提高系统的快速性。

适应于高速大力矩工作状态。

同功率下有较小的体积和重量。