现代交流伺服系统经历了从模拟到数字的转变。 数字控制回路无处不在,如换向、电流、速度和位置控制; 新型功率半导体器件、高性能DSP加FPGA以及伺服专用模块的使用也并不令人意外。 国际厂商的伺服产品每5年更新一次,新的功率器件或模块每2至2.5年更新一次,新的软件算法日新月异。 简而言之,产品的生命周期越来越短。 总结国内外伺服厂商的技术路线和产品路线,结合市场需求的变化,我们可以看到以下一些最新的发展趋势:
尽管这方面的工作已经进行了很长时间,但仍然需要继续下去。 主要包括电机本身的高效率,如永磁材料性能的提高和更好的磁体安装结构设计,以及驱动系统的高效率,包括逆变器驱动电路的优化、 加速和减速运动以及再生制动的优化。 以及能量反馈和更好的冷却方法等。
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的直线伺服驱动。 控制工程网版权所有 由于消除了中间传动误差,因此实现了高速和高定位精度。 直线电机易于变形的特性使得使用线性直线机构的各种装置能够小型化、轻量化。
采用更高精度的编码器(每转数百万个脉冲)、更高的采样精度和数据位、更快的DSP、无齿槽的高性能旋转电机和直线电机,以及应用自适应、手动智能等各种现代控制策略不断提高 伺服系统的指标。
电机、反馈、控制、驱动、通信的垂直集成已成为当前低功耗伺服系统的发展方向。 有时我们把集驱动和通信于一体的电机称为智能电机,有时我们把集运动控制和通信于一体的驱动器称为智能伺服驱动器。 电机、驱动、控制的一体化,使三者从设计制造到运维一体化更加紧密。 但这种方式面临较大的技术挑战(如可靠性)和工程师的使用习惯,因此很难成为主流,是整个伺服市场中小而有特色的一部分。
通用驱动器配置了大量参数和丰富的菜单功能,使用户无需改变硬件即可轻松设置V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁控制等 配置。 无刷交流伺服电机控制与再生单元的五种工作模式版权归控制工程网所有。 它们适用于各种场合,可以驱动不同类型的电机,如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机等。还可以适应不同的传感器类型甚至没有位置传感器。 您可以使用电机本身配置的反馈来构成半闭环控制系统,也可以使用接口与外部位置或速度或扭矩传感器一起构成高精度全闭环控制系统。
现代交流伺服驱动器具有参数记忆、故障自诊断和分析功能。 大多数进口驱动器都具有负载惯量测量和自动增益调节功能。 有的可以自动识别电机参数并自动确定编码器零位,有的可以自动抑制振动。 将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能与驱动器相结合,为伺服用户提供更好的体验。
将现场总线、工业以太网技术甚至无线网络技术集成到伺服驱动器中已成为欧美制造商的普遍做法。 现代工业局域网发展的重要方向和各种总线标准竞争的焦点是如何适应高性能运动控制数据传输的实时性、可靠性和同步性要求。 随着国内大型集散控制装置需求的不断增长和高端数控系统的成功开发,网络化数字伺服的发展成为当务之急。 模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块、通信模块的组合,还指伺服驱动器内部软硬件的模块化和可复用性。
随着机器安全标准的不断发展,传统的故障诊断和保护技术(当问题发生时确定原因并采取措施避免故障扩大)已经过时。 最新的产品嵌入了预测性维护技术,使人们可以通过互联网进行及时的维护。 了解重要技术参数的动态趋势,采取预防措施。 例如:注意电流上升,评估负载变化时的峰值电流,在外壳或核心温度上升时监视温度传感器,并对电流波形中的任何失真保持警惕。