現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng),經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,數(shù)字控制環(huán)已經(jīng)無(wú)處不在,比如換相、電流、速度和位置控制;采用新型功率半導(dǎo)體器件、高性能DSP加FPGA、以及伺服專(zhuān)用模塊也不足為奇。國(guó)際廠商伺服產(chǎn)品每5年就會(huì)換代,新的功率器件或模塊每2~2.5年就會(huì)更新一次,新的軟件算法則日新月異,總之產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短。
現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng),經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,數(shù)字控制環(huán)已經(jīng)無(wú)處不在,比如換相、電流、速度和位置控制;采用新型功率半導(dǎo)體器件、高性能DSP加FPGA、以及伺服專(zhuān)用模塊也不足為奇。國(guó)際廠商伺服產(chǎn)品每5年就會(huì)換代,新的功率器件或模塊每2~2.5年就會(huì)更新一次,新的軟件算法則日新月異,總之產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短?偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外伺服廠家的技術(shù)路線(xiàn)和產(chǎn)品路線(xiàn),結(jié)合市場(chǎng)需求的變化,可以看到以下一些最新發(fā)展趨勢(shì):
1、高速、高精、高性能化
采用更高精度的編碼器(每轉(zhuǎn)百萬(wàn)脈沖級(jí)),更高采樣精度和數(shù)據(jù)位數(shù)、速度更快的DSP,無(wú)齒槽效應(yīng)的高性能旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線(xiàn)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)的指標(biāo)提高。
2、一體化和集成化

之山M4電機(jī)
3、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(hù)在不改變硬件配置的條件下,方便地設(shè)置成V/F控制、無(wú)速度傳感器開(kāi)環(huán)矢量控制、閉環(huán)磁通矢量控制、永磁無(wú)刷交流伺服電動(dòng)機(jī)控制及再生單元等五種工作方式控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,適用于各種場(chǎng)合,可以驅(qū)動(dòng)不同類(lèi)型的電機(jī),比如異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、無(wú)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(lèi)型甚至無(wú)位置傳感器?梢允褂秒姍C(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(guò)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)。
4、智能化
之山M3總線(xiàn)伺服
5、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化
將現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、甚至無(wú)線(xiàn)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。現(xiàn)代工業(yè)局域網(wǎng)發(fā)展的重要方向和各種總線(xiàn)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(kāi)發(fā)成功,網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字伺服的開(kāi)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。
6、從故障診斷到預(yù)測(cè)性維護(hù)
隨著機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的故障診斷和保護(hù)技術(shù)(問(wèn)題發(fā)生的時(shí)候判斷原因并采取措施避免故障擴(kuò)大化)已經(jīng)落伍,最新的產(chǎn)品嵌入了預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù),使得人們可以通過(guò)Internet及時(shí)了解重要技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì),并采取預(yù)防性措施。比如:關(guān)注電流的升高,負(fù)載變化時(shí)評(píng)估尖峰電流,外殼或鐵芯溫度升高時(shí)監(jiān)視溫度傳感器,以及對(duì)電流波形發(fā)生的任何畸變保持警惕。
7、專(zhuān)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(zhuān)門(mén)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)(SPM)和嵌入式永磁(IPM)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(wú)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。
8、小型化和大型化
無(wú)論是永磁無(wú)刷伺服電機(jī)還是步進(jìn)電機(jī)都積極向更小的尺寸發(fā)展,比如20,28,35mm外徑;同時(shí)也在發(fā)展更大功率和尺寸的機(jī)種,已經(jīng)看到500KW永磁伺服電機(jī)的出現(xiàn),體現(xiàn)了向兩極化發(fā)展的傾向。
永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)原理圖解