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更新日期:2021-03-31瀏覽:849次
伺服電機(jī)作為機(jī)械設(shè)備*的組成部分,經(jīng)過四十幾年的發(fā)展,特別是改革開放20年來的快速發(fā)展,取得了很大的進(jìn)步。目前,我國(guó)電機(jī)產(chǎn)品種類繁多,應(yīng)用廣泛。伺服電機(jī)是由物體的位移、角度和速度組成的自動(dòng)控制系統(tǒng),可以跟蹤目標(biāo)的任意變化,它通常由伺服驅(qū)動(dòng)器組成。伺服系統(tǒng)是基于變頻技術(shù)的擴(kuò)展產(chǎn)品。除了速度和扭矩控制外,還可以進(jìn)行精確、快速和穩(wěn)定的位置控制
1、高效率化
盡管高效化一直都是伺服系統(tǒng)重要的發(fā)展課題,但是仍需要繼續(xù)加強(qiáng)。主要包括電機(jī)本身的高效率:比如永磁材料性能的改進(jìn)和更好的磁鐵安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);也包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高效率化:包括逆變器驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)化,加減速運(yùn)動(dòng)的優(yōu)化,再生制動(dòng)和能量反饋以及更好的冷卻方式等。
2、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化
將現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、甚至無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成到伺服驅(qū)動(dòng)器當(dāng)中,已經(jīng)成為歐洲和美國(guó)廠商的常用做法?,F(xiàn)代工業(yè)局域網(wǎng)發(fā)展的重要方向和各種總線標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)就是如何適應(yīng)高性能運(yùn)動(dòng)控制對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性、可靠性、同步性的要求。
隨著國(guó)內(nèi)對(duì)大規(guī)模分布式控制裝置的需求上升,高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功,網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字伺服的開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。模塊化不僅指伺服驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、再生制動(dòng)模塊、通訊模塊之間的組合方式,而且指伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部軟件和硬件的模塊化和可重用。
3、高速、高精、高性能化
采用更高精度的編碼器,更高采樣精度和數(shù)據(jù)位數(shù)、速度更快的DSP,無齒槽效應(yīng)的高性能旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī),以及應(yīng)用自適應(yīng)、人工智能等各種現(xiàn)代控制策略,不斷將伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)指標(biāo)(控制速度、控制精度)提高。
4、直接驅(qū)動(dòng)
直接驅(qū)動(dòng)包括采用盤式電機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)和采用直線電機(jī)的線性伺服驅(qū)動(dòng),由于消除了中間機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的(如齒輪箱)傳遞誤差,從而實(shí)現(xiàn)了高速化和高定位精度。而直線電機(jī)容易改變形狀的特點(diǎn)可以使采用線性直線機(jī)構(gòu)的各種裝置實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化。
5、用化和多樣化
雖然市場(chǎng)上存在通用化的伺服產(chǎn)品系列,但是為某種特定應(yīng)用場(chǎng)合專門設(shè)計(jì)制造的伺服系統(tǒng)比比皆是。利用磁性材料不同性能、不同形狀、不同表面粘接結(jié)構(gòu)和嵌入式永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)出現(xiàn),分割式鐵芯結(jié)構(gòu)工藝在日本的使用使永磁無刷伺服電機(jī)的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了高效率、大批量和自動(dòng)化,并引起國(guó)內(nèi)廠家的研究。
6、一體化和集成化
電動(dòng)機(jī)、反饋、控制、驅(qū)動(dòng)、通訊的縱向一體化成為當(dāng)前小功率伺服系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。有時(shí)我們稱這種集成了驅(qū)動(dòng)和通訊的電機(jī)叫智能化電機(jī),有時(shí)我們把集成了運(yùn)動(dòng)控制和通訊的驅(qū)動(dòng)器叫智能化伺服驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)、驅(qū)動(dòng)和控制的集成使三者從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)行、維護(hù)都更緊密地融為一體。但是這種方式面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)和工程師使用習(xí)慣的挑戰(zhàn),因此很難成為主流,在整個(gè)伺服市場(chǎng)中是一個(gè)很小的有特色的部分。
7、智能化
現(xiàn)代交流伺服驅(qū)動(dòng)器都具備參數(shù)記憶、故障自診斷和分析功能,絕大多數(shù)進(jìn)口驅(qū)動(dòng)器都具備負(fù)載慣量測(cè)定和自動(dòng)增益調(diào)整功能,有的可以自動(dòng)辨識(shí)電機(jī)的參數(shù),自動(dòng)測(cè)定編碼器零位,有些則能自動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)抑止。將電子齒輪、電子凸輪、同步跟蹤、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)等控制功能和驅(qū)動(dòng)結(jié)合在一起,對(duì)于伺服用戶來說,則提供了更好的體驗(yàn)。
8、通用化
通用型驅(qū)動(dòng)器配置有大量的參數(shù)和豐富的菜單功能,便于用戶在不改變硬件配置的條件下,方便地設(shè)置成V/F控制、無速度傳感器開環(huán)矢量控制、閉環(huán)磁通矢量控制、永磁無刷交流伺服電動(dòng)機(jī)控制及再生單元等五種工作方式,適用于各種場(chǎng)合,可以驅(qū)動(dòng)不同類型的電機(jī),比如異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、無刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī),也可以適應(yīng)不同的傳感器類型甚至無位置傳感器。可以使用電機(jī)本身配置的反饋構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng),也可以通過接口與外部的位置或速度或力矩傳感器構(gòu)成高精度全閉環(huán)控制系統(tǒng)。