伺服電機用于生產機器、工業機器人和工具機。所有這些應用的特點是運動是高度動態執行的。以便快速制造工件或產品。伺服電機的使用也是因為其控制精度高，因為位置和速度的精度直接影響到工件的質量。

　一、伺服電機驅動系統

　伺服電機始終是電氣伺服驅動系統的一部分，該系統由伺服電機、逆變器和位置傳感器組成。逆變器通常也稱為電力電子、伺服控制器或簡稱為控制器。為了非常準確地控制位置和速度，位置傳感器具有很高的精度。相比之下，用于風扇或水泵的電動機只有霍爾傳感器，甚至可以在沒有傳感器的情況下運行。通常，驅動系統還包括齒輪箱，以增加扭矩或將旋轉運動轉換為平移運動。

　二、伺服電機的優勢

　伺服電機是交流電機，所以可以是感應電機也可以是同步電機，當然也包括BLDC電機。通常使用帶有永磁體的同步電動機。因為與感應電動機相比，它們可以在較低的速度范圍內產生更高的扭矩，具有相同的尺寸和較低的相電流。例如，由于扭矩更高，機器人可以更快地將包裹從A移動到B。也經常有人談論直流伺服電機，但這些通常也只是無刷直流伺服電機，所以基本上是BLDC電機。還有用于遙控汽車、船只和飛機的RC伺服系統，但這些通常只包含一個簡單的直流電機。

　三、伺服電機設計

　伺服電機與水泵用電機或電動汽車用電機有什么區別？

　為了控制速度和位置，需要高扭矩精度，這最好通過轉子上的外部磁鐵來實現。帶外部磁鐵的電動機也稱為SPMSM。磁鐵也經常彼此略微傾斜，以使扭矩曲線更平滑，從而提高平滑的速度控制。為了實現良好的轉矩控制，轉子中使用了許多磁極，這使反電動勢在每轉時產生更多的正弦振蕩，從而減少了轉矩波動。更多的磁極具有增加電機扭矩密度的額外優勢，從而改善其動態響應。

　由于伺服電機以交流模式運行，因此它們僅在極少數情況下具有風扇或水冷。額外的冷卻會增加功率密度，但不會增加扭矩密度，這對伺服電機來說更為重要。相反，伺服電機只有散熱片。后部是位置傳感器，可以是光學的、磁性的或電感式的。

　由于傳感器安裝在伺服電機的背面，伺服電機通常看起來有兩個連接器，但第二個連接器通常只是傳感器的插頭插座。還有伺服驅動器，其中逆變器直接安裝在電機外殼頂部或傳感器后面。然而，這種伺服驅動器通常用于較低功率。后部是位置傳感器，可以是光學的、磁性的或電感式的。

　四、伺服電機控制

　因此，伺服電機與水泵電機并沒有太大區別。由于磁極較多，不僅需要分辨率高的傳感器，還需要對傳感器信號處理速度極快、控制良好的伺服控制器。伺服電機的控制由級聯控制器完成。在外部級聯中，位置受到控制，設定位置可以通過總線系統或通過變頻器或伺服控制器的模擬輸入來自PLC控制。在中間級聯中，速度受到控制，必須比控制位置快。伺服電機的實際速度是根據位置信號的一階導數計算得出的。電流在底部級聯中控制。通常為此使用FOC，這使得使用簡單的PID控制器控制交流電成為可能。