伺服電機的工作原理比較簡單，但是其工作比較高效。伺服電路內置在電機單元內部，它使用一根通常配有齒輪的柔性軸。電信號控制電機，也決定軸的移動量。伺服電機內部設置簡單：小型直流電機，控制電路和電位器。直流電機通過齒輪連接在控制輪上，當電機轉動時，電位器的電阻發(fā)生變化，控制電路能夠*調節(jié)運動和方向。
當軸處于正確的(理想的)位置時，電機停止供電。如果軸沒有停在目標的位置，電動機一直運轉，直到進入正確的方向。目標的位置通過使用電脈沖的信號線傳送。所以，電機的速度與實際和理想的位置成正比。當電機接近所需位置時，電機開始緩慢轉動，但電機轉到*遠時，轉速很快。換句話說，伺服電機只需要盡可能快地完成任務，這使得它們成為高效率的設備。
交流伺服電動機在沒有控制電壓時，氣隙中只有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子上沒有啟動轉矩而靜止不動。當有控制電壓且控制繞組電流和勵磁繞組電流不同相時，則在氣隙中產生一個旋轉磁場并產生電磁轉矩，使轉子沿旋轉磁場的方向旋轉。但是對伺服電動機要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動，且電壓消失后電動機應能立即停轉。如果伺服電動機控制電壓消失后像一般單相異步電動機那樣繼續(xù)轉動，則出現失控現象，我們把這種因失控而自行旋轉的現象稱為自轉。
傳統(tǒng)直流伺服電動機的基本工作原理與普通直流電動機完全相同，依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產生電磁轉矩，使伺服電動機轉動。通常采用電樞控制方式，即在保持勵磁電壓不變的條件下，通過改變電樞電壓來調節(jié)轉速。電樞電壓越小，則轉速越低；電樞電壓為零時，電動機停轉。由于電樞電壓為零時電樞電流也為零，電動機不產生電磁轉矩，不會出現“自轉”。
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