电机的应用是工业界的革命，它减少了对人力和牲畜的依赖，让我们的生活变得更加方便、舒适、安全，生产也更加高效。今天，工厂的车间到处都装满了电机，以及从电机衍生出的更先进的设备，比如伺服驱动和运动控制器。这些产品反过来提供了更多的安全性能，比如安全降速、安全停机等等。但是尽管电机的应用遍布家电和包装机械，它最基本的功能仍然没有发生改变，就是将电能转化为机械能。其工作原理就是通过电流（或者磁场）感应产生机械力，驱动电机。第一台电力驱动设备的出现已经是200年前的事情了。最初的这些设备距离现在的数字伺服电机技术还是相差甚远。新的技术已经将应用领域扩展到了包装机械、工厂自动化的专业机械应用当中。最早的伺服电机一般都是直流型的，随着高效晶体管的问世，它们才可以控制更大的电流，在更高的频率上转化大电流，这也就是交流伺服电机越来越流行的原因。但是现在伺服电机的源头还是可以追溯到直流电机。直流电机的速度或者功率正好与占空比的概念吻合，即使用脉冲宽度调节（PWM）技术来控制电机的功率。伺服电机系统同样应该能够做到这一点，而且还不仅如此，比如还可以在不出现过热的情况在速度在一定范围内变化、零速度运行、保持足够的扭矩将负载控制在某一位置、超低速长期运行不出现过热情况等等。为了满足上述这些需求，电机的设计主要包括四个部分：马达、齿轮减少箱、位置感应设备和控制电路。它还使用三线连接（和直流电机的两线连接不同），分别用来供电、接地和控制。采用固定功率，伺服驱动（也可以被称作放大器）装备相应的电子元件，将交流电转化为直流电驱动马达。和直流电机一样，控制信号的脉冲宽度可以调整，但是脉冲的持续时间会决定伺服电机主轴的位置。伺服驱动的功能是用来采集表示伺服主轴理想输出位置的控制信号，为马达供电直到主轴到达该位置。接下来，伺服驱动采用位置感应设备确定轴的旋转位置，这样它就可以了解电机应该如何工作才能将轴移动指定位置。为了避免过热情况的发生，电机还装有风扇，提供冷空气。风扇采用固定电压的电源供电，这样在任何时候，无论伺服电机的运行速度如何，风扇的速度都不会打折扣，绝大多数伺服系统都可以采用直流和交流电压供电根据拇指定律，由于系统负载的变化，理想情况下一般使用最大电机速度和电机额定的峰值扭矩，而不是计算得到的系统要求。可以在最开始的时候选择最大的电机速度以及能够将最大负载速度转化为最大电机速度一半的齿轮比。在这个步骤当中，可以在最大速度上得到几乎连续的失速扭矩，而电机可以在这个速度上可靠的运行，不需要经常进行维护，也不会由于轴失效出现故障。然而，还有其他的约束条件决定齿轮比。其中之一就是轴的共振频率。在设计的早期必须要进行考虑，才能消除意外和负面的伺服表现。如果没有这样做，可能就会因为不必要的振动造成系统的严重破坏。除此之外，如果有不止一台伺服电机在运行当中，电源的额定输出功率就必须要等于或者超过所有同时运行的伺服驱动的平均功率之和。必须要强调的是，每一个伺服驱动的平均功率是根据扭矩和速度计算得到的。还需要提醒工程师注意的是，伺服电机既可以是直流也可以是交流的，基本上伺服系统的电源是传送直流电给伺服，主要是传送给放大器。通过对主干网上交流电进行整流和滤波完成传输程序，但是这一程序也需要取决于选择的指定伺服放大器。电源可以内置在驱动内部，这样就不需要选择程序了，而对于外置的电源则需要进行选择。并且，伺服驱动的直流电源还包括有分流再生电路，在电机快速减速的时候将负载中的再生能量分散。这就是再生过程，在展开应用当中，如果电机的旋转与需要的扭矩相反，也可以这么做。有两种方法可以用来将再生电能分散。一种称为线再生，可以将直流电转化为交流电。然而，这种方法成本高昂，更加常见的方法是分流或者电阻再生。该项技术与线再生相比，还可以处理更大的转换负载，已经称为大多数作为电源一部分的低功率伺服系统的常见特性。一般情况，都是采用功率电阻的直流总线短路或者分流实现。并且，在系统设计领域，中心式架构还具有一致性更好。更加容易理解的优势。这也就是说，只需要设计开发一套控制程序。即便是这个程序的应用非常的繁琐，接下来的试车也会相对简单，只需要在一台设备上安装控制应用并进行维护。然而，从电源的角度看，架构选择还需要考虑功能性和自动化解决方案的成本。而且受到该领域中使用软件的影响也越来越大。工程师们正在探索使用全新以对象为导向、采用即插即拔技术的CoDeSys，优化并拓展标准系统，同时保证自动化系统中安全可靠的连续运行。举例来说，在应用运动控制的时候，有基于PLCOpen第一部分和第二部分的认证运动模块资料库，以及实施电子齿轮组和3D数控机床或者机器控制的功能资料库，所有这些都不需要花费额外成本。但是，关注成本的伺服电机用户还是希望不要购买那些他们并不需要的控制特征和功能。这看起来有点自相矛盾，因为正是技术进步让伺服电机现在有了很多选择，因为伺服驱动中可以应用很多不同的功能，人们也更喜欢将电机做成一款功能齐全的产品。另外一方面，如果企业希望保持市场竞争力，他们并不愿意为不需要的特征和硬件买单。他们必须要做出决策，为具体的应用定制伺服驱动的功能，并根据这些功能压低价格。