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伺服系統(tǒng)的發(fā)展及其在機電設備中的應用

2017-10-31 | rar | 0.1 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  服系統(tǒng)在機電設備中具有重要的地位,高性能的伺服系統(tǒng)可以提供靈活、方便、準確、快速的驅(qū)動。隨著技術的進步和整個工業(yè)的不斷發(fā)展,拖動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是用交流伺服驅(qū)動取代傳統(tǒng)的液壓、直流、步進和AC變頻調(diào)速驅(qū)動,以便使系統(tǒng)性能達到一個全新的水平,包括更短的周期、更高的生產(chǎn)率、更好的可靠性和更長的壽命。

 一、伺服系統(tǒng)的發(fā)展過程

  伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣的過程。電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動的電機類型分為直流(DC)和交流(AC)伺服系統(tǒng)。20世紀50年代,無刷電機和直流電機實現(xiàn)了產(chǎn)品化,并在計算機外圍設備和機械設備上獲得了廣泛的應用,20世紀70年代則是直流伺服電機的應用最廣泛的時代。但直流伺服電機存在機械結(jié)構(gòu)復雜、維護工作量大等缺點,在運行過程中轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱,影響了與其連接的其他機械設備的精度,難以應用到高速及大容量的場合,機械換向器則成為直流伺服驅(qū)動技術發(fā)展的瓶頸。

  從20世紀70年代后期到80年代初期,隨著微處理器技術、大功率高性能半導體功率器件技術和電機永磁材料制造工藝的發(fā)展及其性能價格比的日益提高,交流伺服技術——交流伺服電機和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導產(chǎn)品。交流伺服電機克服了直流伺服電機存在的電刷、換向器等機械部件所帶來的各種缺點,特別是交流伺服電機的過負荷特性和低慣性體現(xiàn)出交流伺服系統(tǒng)的優(yōu)越性。

  交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動電動機的類型來分,主要有兩大類:永磁同步(SM型)電動機交流伺服系統(tǒng)和感應式異步(IM型)電動機交流伺服系統(tǒng)。其中,永磁同步電動機交流伺服系統(tǒng)在技術上已趨于完全成熟,具備了十分優(yōu)良的低速性能,并可實現(xiàn)弱磁高速控制,拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍,適應了高性能伺服驅(qū)動的要求。隨著永磁材料性能的大幅度提高和價格的降低,其在工業(yè)生產(chǎn)自動化領域中的應用將越來越廣泛,目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主流。感應式異步電動機交流伺服系統(tǒng)由于感應式異步電動機結(jié)構(gòu)堅固,制造容易,價格低廉,因而具有很好的發(fā)展前景,代表了將來伺服技術的方向。但由于該系統(tǒng)采用矢量變換控制,相對永磁同步電動機伺服系統(tǒng)來說控制比較復雜,而且電機低速運行時還存在著效率低、發(fā)熱嚴重等有待克服的技術問題,目前并未得到普遍應用。

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