交流伺服系統包括基于異步電機的交流伺服系統和基于同步電機的交流伺服系統。除了穩定性好、速度快、精度高外,還具有一系列優點。
伺服來自英語單詞Servo,系統遵循外部命令進行人們期待的運動,運動要素包括位置、速度和扭矩。伺服系統的發展經歷了從液壓、氣動到電氣的過程,電氣伺服系統包括伺服電機、反饋裝置和控制器。20世紀60年代,直流電機最早作為主要執行部件。20世紀70年代以來,交流伺服電機的性價比不斷提高,逐漸取代DC電機成為伺服系統的主導執行電機。
控制器的功能是完成伺服系統的閉環控制,包括扭矩、速度和位置。我們通常所說的伺服驅動器包括控制器的基本功能和功率放大部分。
采用功率步進電機直接驅動的開環伺服系統在90年代的所謂經濟型數控領域被廣泛使用,但被交流伺服系統迅速取代。進入21世紀,交流伺服系統越來越成熟,市場發展迅速,國內外許多品牌進入市場競爭。目前,交流伺服技術已成為工業自動化的支持技術之一。
在交流伺服系統中,電機的類型包括永磁同步交流伺服電機(PMSM)和感應異步交流伺服電機(IM)。其中,永磁同步電機具有優異的低速性能,可實現弱磁高速控制,調速范圍廣,動態特性和效率高。交流伺服系統已經成為伺服系統的主流選擇。異步伺服電機結構堅固,制造簡單,價格低廉,但特性和效率存在差異,只重視大功率。本文討論的重點是永久磁鐵同步交流伺服系統。
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