电机
电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母“M”表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。
伺服电机
概念：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信
号转换成电动机轴上的角位移或角速度精确输出。
工作原理：伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，
就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。
分类：直流伺服电机和交流伺服电机。
直流伺服电机：分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
交流伺服电机：交流伺服电机是无刷电机，根据转子与定子旋转是否同步分为同步和异步电
机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
伺服电机的驱动方式：
1、 转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对
外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。 2、 位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通
过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
3、 速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制。
伺服电机的控制方式：
三环控制：伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。第3环是位置环，它是最外环，可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建，要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢
运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。
优点：1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；
2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转；
3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用； 4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合； 5、及时性：电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内； 6、舒适性：发热和噪音明显降低。 步进电动机（可以用于测速） 工作原理：步进电机是将电信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 步距角由定子相数，转子齿数，通电方式决定。 步距角2 定子相数转子齿数通电方式
分类：常见的步进电机分三种：（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）。
永磁式步进电机：
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度。
永磁式步进电机输出力矩大，动态性能好，但步距角大。
反应式步进电机：
反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5
度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。
混合式步进电机：
混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
步进电机的控制方式： 驱动：
步进电机必须加驱动才可以运转， 驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候， 步进电机静止， 如果加入适当的脉冲信号， 就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。步进电机是一种感应电机，它的工作原理
是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的。 对于步进电机，通过对同相的一对绕组通电使其转动。下图的通电方式就是
A-AB-B-BC
步进电机就是通过循环这样的通电方式使转子工作。
控制：
由于通过驱动器步进电机转动的速度和脉冲的频率成正比，通过控制脉冲频率就可以控制步进电机的运动
-----------------------------------------------------------------步进电机测速方法
步进电机是将脉冲信号转换为角位移或线位移。
一是过载性好。其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，步进电机使用时对速度和位置都有严格要求。
二是控制方便。步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显。
三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。 测速电机是将转速转换成电压，并传递到输入端作为反馈信号。测速电机为一种辅助型电机，在普通直流电机的尾端安装测速电机，通过测速电机所产生的电压反馈给直流电源，来达到控制直流电机转速的目的
------------------------------------------------------------
优点：
1、 误差不累积；
2、 步进电机外表允许的最高温度比较高； 3、 优秀的起停和反转响应； 4、 电机停转的时候具有最大的转矩；
5、 由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。
缺点：
1、无法高速启动，必须从低速加速； 2、容易产生共振； 3、难以获得较大的转矩； 4、体积大，能源利用率低； 5、超过负载时容易破坏同步。
测速发电机
工作原理：
输出电动势与转速成比例的微特电机。测速发电机的绕组和磁路经精确设计，其输出电动势E和转速n成线性关系，即E=Kn,K是常数。改变旋转方向时输出电动势的极性即相应改变。在被测机构与测速发电机同轴联接时，只要检测出输出电动势，就能获得被测机构的转速。
工作特点：
为保证电机性能可靠，测速发电机的输出电动势具有斜率高、特性成线性、无信号区小或剩余电压小、正转和反转时输出电压不对称度小、对温度敏感低等特点。此外，直流测速发电机要求在一定转速下输出电压交流分量小，无线电干扰小；交流测速发电机要求在工作转速变化范围内输出电压相位变化小。
分类：
直流测速发电机：
直流测速发电机本质上是一种微型直流发电机，按定子磁极的励磁方式分为电磁式和永磁式。
直流发电机原理：
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力
线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势。
交流测速发电机：原理图下
交流异步测速发电机的转子结构有笼型的，也有杯型的，在控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。
原理图如下：U1为激励绕组，U20为感应绕组。
控制方式：
通过已知的测速发电机参数，根据接收到得电压计算出速度。
自整角机
概念：
随动系统使用过两台或多台电机在电路上的联系，使机械上互不相连的两
根或多根转轴能够自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。电机具有上述性能，称为自整步特性。在系统中所使用的这类电机称为自整角机。自整角机，一般成对或多台组合使用（分为发送机和接收机），是一种能对角位移或角速度的偏差自动整步的感应式电机。 自动控制系统中常使用自整角机均由单相交流电源供电所以又称单相自整角机
分类：
力矩式自整角机
力矩式发送机主要与力矩式接收机一起工作，将转子转角的
变化转变为电信号输出。力矩式接收机作用是：接收了力矩发送机或力矩式差动发送机的电信号后，使其转子自动转到对应于发
送机转子的位置，或使转子转动的角度对应发送机转子和差动 发送机转子转角变化的和或差。
力矩式差动发送机：串接于力矩式发送机与力矩式接收机之
间将发送机的转子转角及其自身转子转角之和（或差）变成电信号，传给接收机。
力矩式差动接收机：串接于两台力矩式发送机之间，接受他
们输出的电信号，使其转子转角为两台发送机转子转角之和（或差）。
分类：转子凸极型如我国的ZLF,ZLJ系列。转子凸极式，转子重量 轻，滑环数少，因此摩擦力矩小，精度较高。又因电刷、滑环数较少，可靠性也相应提高。这种结构的缺点是转子的单相励磁绕组长期经电剧、滑环通过励滋电流．尤其在随动系统中当发送机和接收机的转子处于对应付置(也称为协调位置)即停转时，容易造成电刷和滑环的固定接触期发热以致烧坏滑环。所以这种结构适用于容量较小的指示式远距离角度传输系统中。
定子凸极型如我国的DI，SS系列。定子凸极式，。这种结构的
缺点是转子重量大，滑环数目又增为三组，摩擦力矩较大，因而影响精度，又增加了薄弱环节。这种结构大都用于容量较大的力矩式自整角机中。
缺点:
1、当接收机转子空载时，有时静态误差可达2°，并随着负载 转矩或转速的增高而加大。
2、由于这种系统没有力矩的放大作用，因此克服负载所需要的 转矩必须由发送机方来施加。
3、当多台接收机并联工作时，每台接收机的比整步转矩将随着 接收机台数的增多而降低。
4、这种系统在运行中，如有一台接收机转子因意外原因被卡住，将使系统中所有其他并联工作的接收机都受到影响。
5、力矩式自整角接收机是属于低阻抗元件，容易引起力矩式发
送机的温升增高，并随着接收机转子上负载转矩的增大而急剧上升。
为了克服上述的缺点，在随动系统中广泛采用了由伺服机构和控制式自整角机组合的系统。
控制式自整角机
控制式自整角机主要应用于由自整角机和伺服机构组成的随动系统中。其接收机转轴不直接带动负载，即没有力矩输出。
原理图：
控制式自整角机按其用途可分为三种：
控制式发送机：主要用来与控制式自整角变压器或控制式差动发送机一起工作。其作用
是将转子转角的变化转变为电信号输出。目前，我国生产的控制式自整角发送机其型号为ZKF。
控制式自整角变压器：主要用来与控制式发送机及控制式差动发送机一起工作。其作用
是接收从控制式发送机或控制式差动发送机发送来的电信号，使之变成与
失调角呈正弦函数关系的输出电压。目前。我国生产的控制式自整角变压器其型号为ZKB。 控制式差动发送机：串接于控制式发送机与控制式自整角变压器之间，将发送机转子转 角及其自身转子转角的和(或差)变换成电信号送人自整角变压器。在随动系统中，有时需要由两台发送机来控制同一台接收机，而后者可以 指示出两台发送机转子偏转角的和或差。在这种情况下．就要使用差动 自整角机。 目前，我国生产的控制式差动自整角发送机其型号为ZKC。 按结构分为无接触式和接触式自整角机： 我国自行设计的自整角机系列中各电机均为接触式自整角机，并为封闭式、单 无接触式没有电刷、滑环的滑动接触，具有可靠性高、寿命长、不产生无线电干扰等优点。其缺点是结构复杂、电气性能较差。 接触式自整角机的结构比较简单，性能较好，使用较为广泛。 轴伸。采用封闭式结构可以防止因机械撞击及电刷、滑环污染所造成的接触不良，以免影响其性能．因此能适应于较为恶劣的环境中工作。该系列共有12、20、28、36、45、70、90八个机座号。除12号机座外，其余各机座号均以机壳外径尺寸（mm）表示，12号机座的外径则为12.5mm。 旋转变压器 概念 旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的 小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子 组成。 分类：结构 各种类型的旋转变压器性能、特点比较 类型 有刷型 环变型 磁阻型 精度 高 高 低 工艺性 差 一般 好 相位移 小 比较大 大 可靠性 差 好 最好 结构 复杂 一般 简单 成本 高 一般 低 有刷旋转变压器可以得到最小的电气误差、最大的精度。但是由于在结构上，存在着电的滑动接触，因此可靠性差；环形变压器型的旋变，也可达到高的精度，工艺性、结构情况、可靠性以及成本都比较好；磁阻式旋变的可靠性、工艺性、结构性以及成本都是最好的，但精度比其它两种低。出于可靠性的考虑，目前有刷的旋转变压器，基本上不被采用，而是采用无刷的旋转变压器。
按输出电压与转子转角间的函数关系
1.正--余弦旋转变压器----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。
2.线性旋转变压器----其输出电压与转子转角成线性函数关系。 线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种。
3.比例式旋转变压器----其输出电压与转角成比例关系。 控制方式：
电势的大小以及方向，根据旋转变压器的参数计算出旋转角度。
