現(xiàn)代伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
國(guó)際廠商伺服產(chǎn)品每5 年就會(huì)更新?lián)Q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,產(chǎn)品生命周期越來越短?,F(xiàn)代伺服技術(shù)又有了新的發(fā)展趨勢(shì)?,F(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、以及伺服專用模塊也不足為奇。結(jié)合市場(chǎng)需求的變化,現(xiàn)代伺服技術(shù)具有高速度、高性能、高效率化;一體化和集成化;智能化、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化;專用化和多樣化。
現(xiàn)代伺服技術(shù)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)的指標(biāo)提高。伺服技術(shù)的高效率化主要包括電機(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。
所謂一體化和集成化是指電動(dòng)機(jī)、反饋、控制、驅(qū)動(dòng)、通訊的縱向一體化,一體化和集成化成為當(dāng)前小功率伺服系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。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。
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,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。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。
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)(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。