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伺服電機的工作原理相對簡單，但其工作效率更高。伺服電路內置于電機單元中，采用柔性軸，通常裝有齒輪。電信號控制電機，也決定了軸的移動幅度。伺服電機內部設置簡單:小型直流電機、控制電路和電位器。直流電機通過齒輪與控制輪連接。當電機旋轉時，電位器的電阻發生變化，控制電路可以精確調整運動和方向。
當軸處于正確(理想)位置時，電機停止供電。如果軸沒有停止在目標位置，電機繼續運行，直到它在正確的方向。目標的位置是通過電脈沖信號線傳送的。因此，電機的轉速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，但當電機轉得Z遠時，速度很快。伺服電機只需要盡可能快地完成工作，這使它們成為高效的設備。
當沒有控制電壓時，交流伺服電機只有勵磁繞組在氣隙中產生的脈動磁場，轉子靜止不動，無啟動轉矩。當有控制電壓且控制繞組電流與勵磁繞組電流相異時，在氣隙中產生旋轉磁場并產生電磁轉矩，使轉子沿旋轉磁場方向旋轉。但要求伺服電機不僅要在控制電壓下啟動，而且電機應能在電壓消失后立即停止。如果伺服電機在控制電壓消失后繼續像一般單相異步電機一樣旋轉，就會失去控制。我們把這種由于失控而產生的自旋現象稱為旋轉。
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