Серво моторът се отнася до електрически мотор, използван в рамките на серво система за управление на работата на механични компоненти; той функционира като спомагателен двигател и индиректно устройство-за регулиране на скоростта. Серво моторите предлагат прецизен контрол върху скоростта и точността на позицията, преобразувайки сигналите за напрежение във въртящ момент и скорост на въртене за задвижване на контролирания обект. Скоростта на ротора на серво мотора се управлява от входни сигнали, на които той реагира бързо. В автоматичните системи за управление серводвигателите служат като задвижващи елементи; те се характеризират с малка електромеханична времева константа и висока линейност, което им позволява да преобразуват получените електрически сигнали в ъглово изместване или ъглова скорост на вала на двигателя. Серво моторите се използват широко в области като роботика, промишлена автоматизация, оборудване за производство на литиево-йонни батерии, фотоволтаично оборудване, CNC машини от висок-клас и малки-машини с ЦПУ. DC серво моторите, по-специално, намират приложение в оборудване като EDM машини, роботизирани манипулатори и прецизни машини.
Серво моторите са широко категоризирани в два основни типа: DC и AC. AC серво моторите с постоянен магнит представляват значителна еволюционна стъпка в тази област, като безчетковите серво мотори и свързаните с тях задвижвания стоят като образцови продукти в тази категория. Техните първични характеристики включват липсата на само-въртене (отклоняване), когато напрежението на управляващия сигнал е нула, и скорост на въртене, която намалява равномерно с увеличаването на приложения въртящ момент. До 2025 г. се предвижда Китай да постигне по-висок процент на локализация за основни компоненти-като серво мотори-и се очаква да се превърне в нетен износител на тези технологии. Освен това продукти като "интелигентни електрически въртящи се цилиндри" използват серво мотори като пряк източник на енергия; в този контекст серво моторът действа като основен задвижващ блок, способен да замени хидравличните затягащи системи, които традиционно се намират в машинните инструменти с ЦПУ. Серво моторите също са идентифицирани като един от критичните компоненти в нововъзникващото поле на въплътен AI.
Серво система (или серво механизъм) е автоматична система за управление, предназначена да гарантира, че контролираните изходни променливи-като позиция, ориентация или състояние на обект-точно проследяват и следват всякакви произволни промени във входната цел (или зададена точка). Серво системите разчитат предимно на импулси за позициониране. По принцип концепцията е следната: когато серво моторът получи единичен импулс, той се завърта през ъглово изместване, съответстващо на този импулс, като по този начин се постига линейно или ротационно движение. Тъй като самият серво мотор притежава способността да генерира импулси, той излъчва съответен брой импулси за всяка стъпка на въртене. Това създава реципрочен обмен-известен като „затворен контур“-между импулсите, получени от двигателя, и тези, които той генерира. Следователно системата е в състояние да проследи точно колко импулси са били предадени към серво мотора в сравнение с това колко са били получени обратно. Това позволява много прецизен контрол върху въртенето на двигателя, улеснявайки точността на позициониране до 0,001 mm. DC серводвигателите са широко категоризирани в четки и безчеткови типове. Матираните двигатели се характеризират с ниска цена, проста конструкция, висок начален въртящ момент, широк обхват на регулиране на скоростта и лекота на управление; те обаче изискват поддръжка-по-специално неудобната задача за подмяна на въглеродни четки-и са склонни към генериране на електромагнитни смущения, което налага специфични условия на околната среда за работа. Следователно те са много-подходящи за-чувствителни към разходите общи индустриални и потребителски приложения.
Безчетковите двигатели, обратно, се отличават с компактен размер, леко тегло, висока мощност, бърза реакция, висока скорост на въртене, ниска инерция, плавно въртене и стабилен въртящ момент. Въпреки че техните механизми за управление са по-сложни, те лесно улесняват интелигентното интегриране на контрола; освен това техните методи за електронна комутация са гъвкави, като позволяват комутация на квадратна-вълна или синусоидална-вълна. Тези двигатели не изискват поддръжка-, високоефективни, работят при по-ниски температури, излъчват минимално електромагнитно излъчване и могат да се похвалят с дълъг експлоатационен живот, което ги прави подходящи за използване в голямо разнообразие от среди.
AC серво моторите също са вид безчеткови двигатели, класифицирани в синхронни и асинхронни категории. В приложенията за управление на движение синхронните двигатели обикновено се предпочитат поради техния широк обхват на мощност, което позволява реализирането на много висока мощност. Те обикновено показват висока инерция и относително ниска максимална скорост на въртене-ограничение, което намалява бързо с увеличаване на мощността на двигателя. Следователно, те са идеално подходящи за приложения, изискващи плавна работа с ниска-скорост.
3. Роторът в серво мотора се състои от постоянни магнити. Три-фазните U/V/W токове, управлявани от драйвера на двигателя, генерират електромагнитно поле, карайки ротора да се върти под въздействието на това поле. Едновременно с това енкодерът, интегриран в двигателя, подава сигнали към водача; след това водачът сравнява тези стойности на обратната връзка с целевите стойности, за да регулира ъгъла на въртене на ротора. В крайна сметка, точността на позициониране на серво мотора се определя от прецизността на неговия енкодер (по-специално броя на линиите му). По отношение на функционалността AC серво моторите се различават от безчетковите DC серво мотори по това, че AC серво предлага превъзходна производителност; това е така, защото той използва синусоидален контрол, което води до минимална пулсация на въртящия момент. DC сервомоторите, обратно, използват трапецовидни вълни. Серво системите с постоянен ток обаче са с по-прост дизайн и по--рентабилни.
