CN110011504A - 用于机器人的单输出轴伺服电机 - Google Patents

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Abstract

一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出，转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第二电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第二电枢绕组缠绕在第二极靴上。本发明提供的用于机器人的单输出轴伺服电机重量轻。

Description

用于机器人的单输出轴伺服电机
技术领域
本发明涉及一种用于机器人的单输出轴伺服电机，属于电机技术领域。
背景技术
现有技术中提供的机器人具有：机械手及控制器，所述机械手具有多个彼此相连，且能够旋转或者弯曲的臂式机械结构，每个机械结构包括连杆部件和关节机构。在关节机构中设置有伺服电机，在控制器的控制下，伺服电机驱动连杆部件运动从而完成设定的动作并完成设定的作业，如焊接，上料等。后一级的机械结构及其负载为前一级的机械结构的负载，即为前一级机械结构的伺服电机的负载，因此如何降低伺服电机的重量显得特别重要。
发明内容
为克服现有技术存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种用于机器人的单输出轴伺服电机，所述伺服电机的铁芯不需要做成叠片状，重量轻。
为实现所述发明目的，本发明提供一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出；所述转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，其特征在于，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第三电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。
优选地，给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第三交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。
优选地，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子至少部分。
优选地，每个永磁体呈”L”形状。
优选地，单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括供电电路，供电电路至少包括由将直整流滤滤电路产生的电压直接提供给电机的驱动电路的直供电路和将直整流滤滤电路产生的电压进行升压的供电电路。
优选地，升压电路包括蓄流电感L1、电容C2、电容C4、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，其中，绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4串联连接并给电机驱动回路提供直流电压，它们的栅极连接于电源控制器，由电源控制器给它们提供通断的控制信号；四个双极型晶体管IGBT的集电极和发射极之间分别连接有二极管；绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的节点分别记为节点N1、节点N2和节点N3，整流滤波电路的第一信号输出端通过蓄流线圈L1连于接节点N1，第二信号输出端连接于节点N3；在绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的电路的输出端和地之间连接有电容C3，其用于滤波；绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极之间连接电容C2,绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C4，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C3。
优选地，驱动电路至少包括频率识别单元和相角调整单元，频率识别单元根据电动机的位置检测单元提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元提供一个控制信号，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流,使抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流产生的低次谐波。
优选地，单输出轴伺服电机还包括常识识别单元，其根据电机位置信号计算出电动机的转子惯量和安装在电动机上的刚体负载的惯量的合计值J。
优选地，单输出轴伺服电机还包括控制信号生成单元，其根据常识别单元和位置指令值生成校正信号Ff。
优选地，校正信号通过下式得到：
Ff＝AJP″ref
式中，A为放大倍数，P″ref为位置指令值的2阶微分。
与现有技术相比，本发明提供的伺服电机的铁芯不需要做成叠片，重量轻。
附图说明
图1是本发明提供的用于机器人的单输出轴伺服电机的组成示意图；
图2是沿图1中AB垂直于伺服电机轴向的截面示意图；
图3是本发明提供的伺服电机供电电路；
图4是本发明提供的伺服电机的驱动电路组成框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明提供的用于机器人的单输出轴伺服电机的纵向剖视图。图2是沿图1中AB垂直于伺服电机轴向的截面示意图，如图1-2所示，本发明提供的双输出轴伺服电机包括基座5和与基座5的周边相配合的外壳6以在基座和外壳6内形成第一空腔7，第一空腔7内设置有第一定子9和设置在第一定子形成的空腔内的转子8，所述第一定子包括第一定子铁芯13和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子8固定于设置于转子中心的轴4上，所述轴4从外壳6的一端伸出。第一定子9设置于转子8的外周。所述外壳6内表面具有多个凹口，所述第一定子铁芯与外壳6内表面的至少一部分连接。
所述基座5沿轴向设置有用于安装转子轴4的通孔，通孔内至少设置有两个轴承1A和1B，转子轴4通过轴承1A和1B安装到基座5上，转子8安装到转子轴4上。也就是说，轴承1A和1B设置在基座5设置的通孔的径向内部，在基座5内形成第二空腔2，在第二空腔2内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯11和多个第三电枢绕组10，所述第二定子铁芯11具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组10缠绕在第二极靴上。
转子8包括多个交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体呈”L”形状，其具有基部和从基部延伸的部分。基部基本上垂直于转子轴4的中心线轴线，从基部延伸的部分基本平行于中心线轴线。基座5的端部安装在轴4的后端附近。
第一定子9相对于轴4的中心轴线安装在转子8的径向外侧。因此，第一定子9设置在转子8和外壳6之间。更具体一点，第一电枢绕组和第二电枢绕组设置在转子外8附近，而第一铁芯邻接外壳6的内部；第三电枢绕组设置在转子内8附近，而第三铁芯固定于基座5内的空腔中。第一定子9的铁芯接合并延伸以包围电机的其他内部部件。第一电枢绕组和第二电枢绕组设置在第一铁芯上，第三电枢绕组设置在第二铁芯上可由括铜线或其他导电细丝制得。
在伺服电机工作期间，转子8与轴4一起旋转。特别地，转子8构造成相对于第一定子9和第二定子绕中心线轴线旋转，使得在转子8分别与第一定子19和第二定子之间保持间隙以形成磁通路径的一部分。激励电流施加于第一电枢绕组以使每一定子9产生旋转磁场从而使转子8旋转推动转子8以产生工作转矩输出；转子8旋转以在第二定子的第三电枢绕组感应出电能，即给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子8旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第二交流电能进行调理并施加于第一定子上的第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生的磁动势的低次磁动势成分。
本发明中，外壳内表面具有多个凹口(图1-2未示)，凹口2沿外壳6的内表面在邻近第一铁芯的外壳中形成。第一铁芯具有与外壳6的内表面交界的不间断的外表面。凹口在外壳6和第一铁芯之间提供气隙。在所示的实施例中，凹口的形状像扇贝，平行过渡到最大深度并且具有基本上相等的半径的圆角。凹口沿着外壳6的长度方向(平行于转子轴的轴向)延伸。使用已知的制造技术在外壳6中加工或以其他方式形成凹口。在所示的实施例中，外壳6具有大致均匀的横截面积。因此，凹口围绕内表面对称地周向间隔开。在其他实施例中，例如外壳6具有不均匀的横截面积，凹口将沿内表面位于非对称的圆周位置，并且可具有不同的形状，包括变化的最大深度或变化的半径。可以利用有限元方法对可用的软件进行应力分析，以确定外壳内的凹口23的位置，形状和尺寸。
由于第一铁芯和外壳6的热膨胀系数之间的差异，凹口减小了铁芯和外壳6之间的接触应力。因此，铁芯内的环向应力(由铁芯和外壳之间的接触应力引起)减小了。这允许电机的尺寸保持比可实现的尺寸更小的尺寸。
如图2所示，第一定子1设置在转子8外周，第二定子设置在转子8内。转子8具有安装在轴4上的转子铁芯和固定在转子铁芯上的永久磁铁。N极永久磁铁和S极永久磁铁各有5对，总计有10个磁极。另外，在图2中，由一个永久磁铁构成一个磁极，但与永久磁铁的具体结构方式无关。另外，在转子铁芯上配置永久磁铁，也可以构成为埋入到转子铁芯的内部。
第一定子1的铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，图2中，沿着圆周方向以30度的间隔在第一定子铁芯上形成了12个极靴，在一个极靴上缠绕2个绕组，即第一电枢绕组和第二电枢绕组。所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的6个第二极靴，6个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子8旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第三交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的低次磁动势成分，从而在铁芯中没有低次磁通的变动，不发生涡电流。由于能够减少在转子铁芯中流过的涡电流，因此能够降低涡电流损失。这样，由于能够根本性地降低涡电流，因此不需要以往那样的叠层励磁磁极铁轭或者划分块形铁轭，从而能够降低由设备投引起的成本或者由部件数量增加引起的成本。
图3是本发明提供的伺服电机供电电路中的驱动电路组成框图，如图3所示，本发明提供的驱动电路包括位置控制单元31、速度控制单元32、转矩控制单元33、位置检测单元28、差分器35和控制常数识别单元36，其中，位置控制单元31输入位置指令Pref和电动机M的位置信号Pfb，并向速度控制单元32输出速度指令Vref。速度控制单元32输入所述速度指令Vref和电动机M的速度信号Vfb，向转矩控制单元33和控制常数识别单元36输出转矩指令Tref。转矩控制单元33输入所述转矩指令Tref，向电动机M输出驱动电流Im1。电动机M被所述驱动电流Im1驱动，产生转矩，以驱动刚体负载(载荷)。另外，电动机M中安装有位置检测器28，以向位置控制装单元31、差分器35和识别单元36输出电机位置信号Pfb。差分器35输入所述位置信号Pfb，向速度控制单元32输出所述速度信号Vfb。控制常数识别单元36输入所述位置信号Pfb并根据位置信号Pfb计算出电动机M的转子惯量和安装在电动机M上的刚体负载的惯量的合计值J。位置控制单元31进行位置控制运算以使所述位置信号Pfb与所述位置指令Pref一致。速度控制单元32进行速度控制运算以使所述速度信号Vfb与所述速度指令Vref一致。转矩控制单元33进行转矩控制运算以使电动机M产生的转矩与所述转矩指令Tref一致。位置检测单元28检测电动机M的位置。差分器35获取所述位置信号Pfb的每隔一定时间的差分，求出所述速度信号Vfb。
本发明提供的电机驱动电路还包括信号生成器37，其输入位置控制单元的位置指令Pref，生成校正信号Ff后输出。速度控制单元32的输出信号和该校正信号Ff之和为转矩指令Tref。本发明的前校正信号Ff通过下式得到：
Ff＝AJP″ref
式中，A为放大倍数，P″ref为位置指令Pref的2阶微分。控制常数识别单元36计算出惯量的合计值J以控制上式中的J，以进一步控制电机M。
本发明中，控制常数识别单元36包括频率分离器40、第一存储器41A、第一正切计算器42A、第二存储器41B、第二正切计算器42B和惯量计算器43，其中，频率分离器40输入电机的位置信号Pfb,将其分解为第一频率成分和第二频率成分，即第一电机位置和第二电机位置并分别存储于第一存储器41A和第二存储器41B中；第一正切计算器42A和第二正切计算器42B分别根据前次第一电机位置和前次第二电机位置及当前电机位置计算出第一电机相位正切和第二电机相位正切；惯量计算器43根据第一电机相位正切和第二电机相位正切计算出惯量合计值J。
本发明中，电机M及其所负载的惯量合计值J，粘性摩擦为D,电机的位置为Pfb，位置指令值为Pref，位置控制单元的增益为Kp,速度控制单元的增益为Kv,速度控制积分时间常数为T，则电机的运行方程表示为：
当位置指令Pref的频率ω1的频率成分为第一位置指令时,第一位置指令相对的电机位置的相位即第一马达相位φ1的正切为：
当位置指令Pref的频率ω2的频率成分为第二位置指令时,第二位置指令相对的电机位置的相位即第二马达相位φ2的正切为：
根据上面两式消去粘性系数D得到：
本发明提供的驱动电路还包括频率识别单元38，其根据位置检测单元28提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元24提供一个控制信号，相角调整单元对由第三定子电枢绕组产生的感应电压进行整流、滤波和逆变，而后给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流Im2，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流Im2，以抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流Im1产生的低次谐波。
图4是本明提供的伺服电机的供电电路。如图4所示，本发明提供的供电电路包括交流电压源21和变压器B，所述变压器包括一个补级线圈B0和两个次级线圈B1和B2，所述变压器用于将交流电压源21进行电源变换并分别通过次线圈B输出。供电电路还包括整流滤波电路，所述整流滤波电路包括整流器和滤波器，所述整流器用于对由次级线圈B提提供的交流电压进行整流，并通过滤波器进行滤波以获得直流电压，本发明中，使用二极管D1作为整流滤波电路的整流器，但并不限于仅用一个二极管的情况，可以采用现有技术的任何整流器。本发明中，使用电容C1作为整流滤波电路的滤波器，但并不限于仅用一个电容的情况，可以采用现有技术的任何滤波器。
本发明提供的供电电路还包括蓄流电感L1、电容C2、电容C4、电开关Q1、电开关Q2、电开关Q3和电开关Q4，其中，电开关Q1、电开关Q2、电开关Q3和电开关Q4串联连接并给电机驱动回路23提供直流电压，它们的控制端连接于电源控制器25，由电源控制器给它们提供通断的控制信号。电开关Q1、电开关Q2、电开关Q3和电开关Q4优选绝缘栅双极型晶体管IGBT。四个双极型晶体管IGBT的集电极和发射极之间分别连接有二极管D1-D4。电开关Q1、电开关Q2、电开关Q3和电开关Q4相串联的节点分别记为节点N1、节点N2和节点N3，整流滤波电路的第一信号输出端通过蓄流线圈L1连于接节点N1，第二信号输出端连接于节点N3。本发明中，在电开关Q1、电开关Q2、电开关Q3和电开关Q4相串联的电路的输出端和地之间连接有电容C3，其用于滤波。电开关Q1的集电极和电开关Q2的发射极之间连接电容C2,电开关Q2的集电极和电开关Q4的发射极之间连接电容C4，电开关Q1的集电极和电开关Q4的发射极之间连接电容C3。
本发明通过使电开关Q1-Q4处于特定切换状态，并给它们的控制端提供脉宽调制电压PWM或者直流电压信号，以实现升压比1-2倍的连续升压。通过这些操作模式，能宽范围地控制提供给电机M的电源电压，从而能实现电机M的有效控制。以下示例性描述一种操作模式：
如，电源控制器25给电开关Q1提供控制信号，使电开关Q1断开，给电开关Q3和Q4提供控制信号，使它们导通，给电开关Q2提供脉宽调制信号，则形成boost斩波升压电路。
本发明提供的供电电路还包括电流检测单元27和电机位置检测单元28,电流检测单元27用于检测流入到电机M的第一电枢绕组的电流并将电流信号提供给总控器26,总控器根据该电流信号计算出施加于驱动回路的电压信号，并提供给电源控制器25，电源控制控制器根据该电压信号控制电开关的工作状态。
根据本发明，总控器至少包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储存储器(RAM)、主机总线、接口、输入单元、输出单元、存储单元、驱动器、连接端口和通信单元。CPU充当运算处理单元和控制单元，即处理器。CPU根据存储在ROM、RAM、存储单元或可移动记录介质中的各种程序来完全或部分地控制伺服电机的工作状态。ROM存储CPU所使用的程序和运算参数。RAM临时存储用于CPU的程序和根据程序的执行而变化的参数。CPU、ROM、RAM和接口经由主机总线相互连接，主机总线包括诸如CPU总线的内部总线。
输入单元示例性地包括鼠标、键盘、触摸面板、按钮等，但并不限于这样。另外，输入单元可以是利用红外光或无线电波的远程控制件。可选地，输入单元可以是外部连接装置或客户端装置，它们可以执行伺服电机的操作。输入单元包括输入控制电路，该电路基于用户通过上述操作部件输入的信息生成输入信号并将所生成的输入信号输出至CPU。通过操作输入单元，伺服电机的用户可以将各种数据输入至总控器的存储单元中并指示伺服电机执行各种操作。
输出单元示例性地包括显示单元，显示单元例如包括液晶显示(LCD)单元、电致发光(EL)显示单元等，输出单元还包括打印机等。存储单元可以是磁性存储装置(诸如硬盘驱动器(HDD))、半导体存储装置、光学存储装置、或磁光存储装置。存储单元存储CPU执行的程序、各种数据等。
驱动器充当存储介质的读取器/写入器。驱动器被结合到伺服电机中或外部连接至伺服电机。驱动器读出可移动记录介质(诸如磁盘、光盘、磁性光盘、或半导体存储器)上的数据，并将所读出的数据输出至RAM。另外，驱动器可以将数据写可移动记录介质上。可移动记录介质的实例包括DVD介质、CD介质和保密数字(SD)存储卡。可选地，可移动记录介质可以是集成电路(IC)卡或包括无接触IC芯片的电子装置。
连接端口是使外部连接装置直接连接至伺服电机的端口。连接端口的实例包括通用串行总线(USB)接口、小型计算机系统接口(SCSI)端口、RS-232C端口和光学音频终端等。当外部连接装置连接至连接端口时，伺服电机可以从外部连接装置中直接获取数据，或将数据提供给外部连接装置。
通信单元为无线通信单元，其用于使伺服电机与服务器和或者客户终端进行通信。
以上结合附图详细说明了本发明，但是说明书仅是用于解释权利要求书的。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于机器人的单输出轴伺服电机，其包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一定子铁芯和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一定子铁芯具有沿壳体的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在第一极靴上；所述转子固定于转子轴上，所述转子轴从外壳一端伸出；所述转子包括沿壳体周向等间隔布置的多个磁极，其特征在于，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二定子铁芯和多个第三电枢绕组，所述第二定子铁芯具有沿壳体的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。
2.根据权利要求1所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第三交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。
3.根据权利要求2所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子至少部分。
4.根据权利要求3所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，每个永磁体呈“L”形状。
5.根据权利要求3所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括供电电路，供电电路，所述供电电路整流滤波电路和升压电路。
6.根据权利要求5所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，升压电路包括蓄流电感L1、电容C2、电容C4、绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4，其中，绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4串联连接并给电机驱动回路提供直流电压，它们的栅极连接于电源控制器，由电源控制器给它们提供通断的控制信号；四个双极型晶体管IGBT的集电极和发射极之间分别连接有二极管；绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的节点分别记为节点N1、节点N2和节点N3，整流滤波电路的第一信号输出端通过蓄流线圈L1连于接节点N1，第二信号输出端连接于节点N3；在绝缘栅双极型晶体管Q1、绝缘栅双极型晶体管Q2、绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q4相串联的电路的输出端和地之间连接有电容C3，其用于滤波；绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极之间连接电容C2,绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C4，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极之间连接电容C3。
7.根据权利要求所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，驱动电路至少包括频率识别单元和相角调整单元，频率识别单元根据电动机的位置检测单元提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元提供一个控制信号，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流,使抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流产生的低次谐波。
8.根据权利要求7所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括常识识别单元，其根据电机位置信号计算出电动机的转子惯量和安装在电动机上的刚体负载的惯量的合计值J。
9.根据权利要求8所述的用于机器人的单输出轴伺服电机，其特征在于，还包括控制信号生成单元，其根据常识别单元和位置指令值生成校正信号Ff。
10.根据权利要求8所述的用于机器人的伺服电机，其特征在于，校正信号通过下式得到：
Ff＝AJP″ref
式中，A为放大倍数，P″ref为位置指令值的2阶微分。
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