交流伺服驅動系統
發布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:2743
直流伺服系統雖有優良的調速性能,但由于其在結構上采用了易磨損的電刷和換向器,一方面需要經常維護,另外由于換向火花,使電動機的最高轉速受到了限制。此外,直流電動機結構復雜、制造困難、材料消耗大,因此制造成本較高。
交流伺服電動機亦稱為無刷直流伺服電動機,它與直流電動機相比,由于無換向器,故克服了以上缺點,從而提高了機床的可靠性、快速性和整體性能。近年來,隨著新型大功率電力電子器件的出現,新型變頻技術,現代控制理論以及數字控制技術等技術的發展,交流伺服系統也取得了快速發展,在中小功率的伺服驅動系統上,有全面取代直流伺服驅動的趨勢。
交流伺服電動機一般都是永磁式的三相同步電動機。根據不同的規格與要求,永磁材料可分別采用鐵氧體、鋁鎳鉆和稀土材料等,電動機一般采用全封閉結構。它具有以下特點:
1)采用特殊的轉子結構,其氣隙磁密通常按正弦分布,實現了最小的轉矩波動。
2)定子通常采用無外殼的結構,改善了電動機的冷卻效果、減小了體積和重量,提高了加/減速能力。
3)通過采用無刷和全封閉的結構形式,使得電動機不需維修,即使在惡劣的使用環境下仍有很長的壽命。
在控制上,現代交流伺服系統一般都采用磁場矢量控制方式,它使交流伺服驅動系統的性能完全達到了直流伺服驅動系統的性能,這樣的交流伺服系統具有下述特點:
1)系統在極低速度時仍能平滑地運轉,而且具有很快的響應速度。
2)在高速區仍然具有較好的轉矩特性,即:電動機的輸出特性“硬度”好。
3)可以將電動機的噪聲和振動抑制到最低的限度。
4)具有很高的轉矩/慣量比,可實現系統的快速起動和制動。
5)通過采用高精度的脈沖編碼器作為反饋器件,采用數字控制技術,可大大提高系統的位置控制精度。
6)驅動單元一般都采用大規模的專用集成電路,系統的結構緊湊、體積小、可靠性高。
正因為如此,在數控機床上,交流伺服系統全面取代直流伺服系統已經成為技術發展的必然趨勢。
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