目录

伺服电机无处不在——从组装汽车的机械臂，到3D打印机的精确运动，甚至相机的自动对焦装置。你想过它是如何工作的吗？与普通电机在通电时只是旋转不同，伺服电机的运动、精度以及重复运动的能力都受到控制。

这种运动是通过控制信号和反馈系统以更专业的方式实现的，广泛应用于自动化、机器人和航空航天领域。在这个追求速度和精度的时代，了解伺服电机的工作原理对于任何学生、工程师或DIY爱好者来说都至关重要。

本快速指南将介绍伺服电机的工作原理、它与普通电机的区别、它的组成、类型、用途以及优缺点。如果您感兴趣，那就让我们来了解一下伺服电机的重要性吧。

第 1 部分：什么是伺服电机？

伺服电机是一种旋转或线性执行器，可实现角度或线性位置、速度和加速度的高精度控制。伺服电机通常用于精度和控制至关重要的场合。

与通电时仅旋转的普通电机不同，伺服电机在闭环系统内工作，这意味着电机不断获得位置反馈，并可以相应地进行自我调整以实现所需的输出。

简单来说，伺服电机由电机、传感器（可以是编码器或电位器）和控制电子元件组成。控制电路接收到输入信号（通常来自控制器或微控制器）后，会将指令与传感器传来的电机实际位置进行比较，并相应地调整电机的运动。这种调整会持续进行，以确保电机停在特定角度，即使受到地形变化或环境干扰，其位置也能保持稳定。

第二部分：如何区分伺服电机和普通电机？

乍一看，普通电机和伺服电机似乎没什么区别，但在控制、性能和用途方面，它们差别很大。以下是区分它们的方法：

1.控制系统

基本的交流或直流电机（普通电机）采用开环系统运行，这意味着它们获得动力后即可运行，无需任何反馈或监控。相反，伺服电机采用闭环系统运行，始终从内部传感器（例如编码器或电位器）获取反馈。该输入使伺服电机能够通过实时调整来精确控制位置、速度和扭矩。

2.准确度和精确度

普通电机专为连续旋转而设计，非常适合精度要求不高的简单工作，例如运行泵、风扇或家用电器。而伺服电机则注重精度。伺服电机非常适合机器人、数控机床和自动化，它们可以停止并保持该位置，并旋转到精确的角度。

3. 行动管制

普通电机无法精确定位，只要通电就能自由旋转。而伺服电机可以移动到特定位置并保持，对控制信号和环境输入做出精确反应。

4.成本和复杂性

一般来说，普通电机更经济实惠，安装也更简单。它们不需要复杂的传感器或电路。而伺服电机则更复杂，需要精确的编程、控制器和传感设备。虽然这使得它们价格更高，但也更适合在具有挑战性的工况下使用。

5. 对负载变化的反应

许多普通电机在负载变化时有时会失去扭矩或减速。相反，伺服电机通过持续的反馈和调整来自动校正负载变化，从而保持正常的性能。

比较表

特征

普通电机

伺服电机

控制系统

开环（无反馈）

闭环（使用反馈进行控制）

精确

精度低；连续旋转

精度高；可以移动到并保持特定位置

机芯类型

自由连续旋转

受控、有限且准确的运动

位置控制

不可能

高精度位置控制

反馈机制

不包括

包括用于实时反馈的编码器或传感器

响应负载变化

性能可能随负载而变化

自动调整以保持性能