伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程,电气伺服系统根据所驱动电机类型分为直流(DC)伺服系统和交流(AC)伺服系统。交流伺服系统按其采用的驱动电机类型又可分为永磁同步(SM型)电动机交流伺服系统和感应式异步(IM型)电动机交流伺服系统。
由于直流伺服电动机存在电机结构复杂,维修工作量大例如电机的电刷、换向器等则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。随着微处理技术、大功率电力电子技术的成熟和交流永磁电机材料的发展和应用,电机效率的提高和制造成本的降低,交流伺服系统得到长足发展并将逐步取代直流伺服系统。
步进伺服系统接受脉冲信号,它的转速和转过的角度取决于指令脉冲的频率或个数。由于没有检测和反馈环节,步进电机的精度取决于步距角的精度,齿轮传动间隙等,所以它的精度较低。而且步进电机在低频时易出现振动现象,它的输出力矩随转速升高而下降。又由于步进伺服系统为开环控制,步进电机在启动频率过高或负载过大时易出现“丢步”或“堵转”现象,停止时转速过高容易出现过冲的现象。另外步进电机从静止加速到工作转速需要的时间也较长,速度响应较慢。但是由于其结构简单,易于调整,工作可靠,价格较低的特点,在许多要求不高的场合还是可以应用的。
伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。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,其主要特点是当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。