伺服系統(tǒng)的發(fā)展過程2

時間:2016-12-27

來源:深圳市威科達科技有限公司

導語:從70年代后期到80年代初期,隨著微處理器技術、大功率高性能半導體功率器件技術和電機永磁材料制造工藝的發(fā)展及其性能價格比的日益提高,交流伺服技術—交流伺服電機和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導產品。

從70年代后期到80年代初期,隨著微處理器技術、大功率高性能半導體功率器件技術和電機永磁材料制造工藝的發(fā)展及其性能價格比的日益提高,交流伺服技術—交流伺服電機和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導產品。交流伺服驅動技術已經成為工業(yè)領域實現(xiàn)自動化的基礎技術之一,并將逐漸取代直流伺服系統(tǒng)。 

交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅動電動機的類型來分,主要有兩大類:永磁同步(SM型)電動機交流伺服系統(tǒng)和感應式異步(IM型)電動機交流伺服系統(tǒng)。其中,永磁同步電動機交流伺服系統(tǒng)在技術上已趨于完全成熟,具備了十分優(yōu)良的低速性能,并可實現(xiàn)弱磁高速控制,拓寬了系統(tǒng)的調速范圍,適應了高性能伺服驅動的要求。并且隨著永磁材料性能的大幅度提高和價格的降低,其在工業(yè)生產自動化領域中的應用將越來越廣泛,目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主流。感應式異步電動機交流伺服系統(tǒng)由于感應式異步電動機結構堅固,制造容易,價格低廉,因而具有很好的發(fā)展前景,代表了將來伺服技術的方向。但由于該系統(tǒng)采用矢量變換控制,相對永磁同步電動機伺服系統(tǒng)來說控制比較復雜,而且電機低速運行時還存在著效率低,發(fā)熱嚴重等有待克服的技術問題,目前并未得到普遍應用。 

系統(tǒng)的執(zhí)行元件一般為普通三相鼠籠型異步電動機,功率變換器件通常采用智能功率模塊IPM。為進一步提高系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能,可采用位置和速度閉環(huán)控制。三相交流電流的跟隨控制能有效地提高逆變器的電流響應速度,并且能限制暫態(tài)電流,從而有利于IPM的安全工作。速度環(huán)和位置環(huán)可使用單片機控制,以使控制策略獲得更高的控制性能。電流調節(jié)器若為比例形式,三個交流電流環(huán)都用足夠大的比例調節(jié)器進行控制,其比例系數(shù)應該在保證系統(tǒng)不產生振蕩的前提下盡量選大些,使被控異步電動機三相交流電流的幅值、相位和頻率緊隨給定值快速變化,從而實現(xiàn)電壓型逆變器的快速電流控制。電流用比例調節(jié),具有結構簡單、電流跟隨性能好以及限制電動機起制動電流快速可靠等諸多優(yōu)點。 1.3 交直流伺服技術的比較直流伺服驅動技術受電機本身缺陷的影響,其發(fā)展受到了限制。直流伺服電機存在機械結構復雜、維護工作量大等缺點,在運行過程中轉子容易發(fā)熱,影響了與其連接的其他機械設備的精度,難以應用到高速及大容量的場合,機械換向器則成為直流伺服驅動技術發(fā)展的瓶頸。 

交流伺服電機克服了直流伺服電機存在的電刷、換向器等機械部件所帶來的各種缺點,特別是交流伺服電機的過負荷特性和低慣性更體現(xiàn)出交流伺服系統(tǒng)的優(yōu)越性。所以交流伺服系統(tǒng)在工廠自動化(FA)等各個領域得到了廣泛的應用。 

從伺服驅動產品當前的應用來看,直流伺服產品正逐漸減少,交流伺服產品則日漸增加,市場占有率逐步擴大。在實際應用中,精度更高、速度更快、使用更方便的交流伺服產品已經成為主流產品。

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