伺服電機的工作原理是通過接收控制信號，轉化為精確的機械運動響應。

伺服電機在自動控制系統中起到執行元件的作用，其****特點是能夠將輸入的電信號轉換成軸上的角位移或角速度輸出。這種轉換具有高精度和快速響應的特點，使得伺服電機在工業自動化中廣泛應用。為了詳細解釋伺服電機的工作過程，可以從以下幾個方面分析：

1. 伺服系統的基本組成

• 組成部分：一個典型的伺服系統包括被控對象、執行器和控制器三部分。執行器主要指伺服電機和功率放大器，而控制器則包括驅動器和反饋裝置。

• 功能：執行器提供動力，控制器提供閉環控制如轉矩、速度和位置控制，反饋裝置則負責檢測并返回運動信息。

2. 伺服電機的運動控制

• 控制方式：伺服系統通常采用閉環控制方式，通過實時反饋調整伺服電機的運動。這種方式確保了高精度和高穩定性。

• 信號轉換：伺服電機將輸入的電壓信號轉換為機械運動，具體表現為軸上的角位移或角速度。

3. 伺服電機的內部結構

• 定子和轉子：交流伺服電機由定子和轉子組成，定子上嵌有兩相繞組，分別是勵磁繞組和控制繞組。

• 工作原理：當控制電壓作用于控制繞組時，產生的旋轉磁場使轉子沿相應方向旋轉。無控制電壓時，轉子靜止不動。

4. 反饋裝置的作用

• 編碼器類型：伺服電機使用編碼器作為反饋裝置，常見的有光電編碼器和磁性編碼器。

• 編碼器功能：編碼器提供電動機內轉子與定子之間的位置數據，速度反饋信號和角位移信號，用于精準控制。

5. 控制方法

• 幅值控制：通過改變控制電壓的幅值來調節轉速，保持相位差不變。

• 相位控制：僅改變控制電壓與勵磁電壓間的相位差來調節轉速，保持幅值不變。

• 幅-相控制：同時改變幅值和相位來調節轉速和旋轉方向。

6. 直流與交流伺服電機

• 直流伺服電機：通常為有刷或無刷電機，依靠電樞電流與氣隙磁通作用產生電磁轉矩。

• 交流伺服電機：無刷設計，控制更為復雜但維護更簡單，適用于高速、高精確度的應用場合。

總的來說，伺服電機通過閉環控制系統將電信號高精度地轉換為機械運動，廣泛應用于需要精密控制的工業領域。了解其工作原理及分類有助于更好地選擇和應用伺服電機，提高系統的響應速度和運行精度。