機電伺服系統
正文
以電動機作為動力驅動元件的伺服系統。電動機是將電能轉換為機械能的元件，功率範圍寬,使用方便,容易控制，是套用最廣的驅動元件(見電動執行元件)。機電伺服系統廣泛套用於儀表、飛行控制、火力控制等各種領域。機電伺服系統按所用電機的類型又可分為直流伺服系統和交流伺服系統。伺服系統的性能和結構與電機類型和控制方式有很大關係。直流伺服系統 直流伺服系統適用的功率範圍很寬，包括從幾十瓦到幾十千瓦的控制對象。通常，從提高系統效率的角度考慮,直流伺服系統多套用於功率在100瓦以上的控制對象。直流電動機的輸出力矩同加於電樞的電流和由激磁電流產生的磁通有關。磁通固定時，電樞電流越大，則電動機力矩越大。電樞電流固定時，增大磁通量能使力矩增加。因此，通過改變激磁電流或電樞電流，可對直流電動機的力矩進行控制。對電樞電流進行控制時稱電樞控制，這時控制電壓加在電樞上。若對激磁電流進行控制，則將控制電壓加在激磁繞組上，稱為激磁控制。
電樞控制時，反映直流電動機的力矩T與轉速N之間關係的機械特性基本上呈線性特性（見圖）。圖中Vc1，Vc1是加在電樞上的控制電壓，負斜率D為阻尼係數。電樞電感一般較小,因此電樞控制可以獲得很好的回響特性。缺點是負載功率要由電樞的控制電源提供，因而需要較大的控制功率，增加了功率放大部件的複雜性。例如,對要求控制功率較大的系統,必須採用發電機－電動機組、電機放大機和可控矽等大功率放大部件。 激磁控制時要求電樞上加恆流電源，使電動機的力矩只受激磁電流控制。恆流特性可通過在電樞迴路中接入一個大電阻（10倍於電樞電阻）來得到。對於大功率控制對象，串聯電阻的功耗會變得很大，很不經濟。因此激磁控制只限於在低功率場合使用。電樞電源採用恆流源後，機械特性上的斜率等於零，引起電機的機電時間常數增加,加之激磁繞阻中的電感量較大,這些都使激磁控制的動態特性較差，回響較慢。
交流伺服系統 在交流伺服系統中，一般採用兩相交流電動機作為執行部件。它的一個繞組是作為固定激磁用的,另一個繞組為控制繞組,兩個繞組上電壓的相位相差90°。兩相交流電機工作可靠，交流放大器結構簡單且沒有零點漂移，加上測量元件又都採用交流電（例如鏇轉變壓器），所以交流伺服系統簡單可靠。但是交流電動機的效率較低,因此交流伺服系統一般僅用於100瓦以下的小功率場合。交流伺服系統的設計比直流伺服系統複雜得多，用於改善系統性能的校正裝置（見控制系統校正方法）在結構上也比較複雜。
