數控切割機交流伺服系統的特點(diǎn)

一、國內交流伺服的研究現狀

交流伺服系統包括基于異步電動(dòng)機的交流伺服系統和基于同步電動(dòng)機的交流伺服系統。目前機床主要采用的是永磁同步交流伺服系統。在交流伺服研究領(lǐng)域，日本、美國和歐洲的研究一直走在世界前列。日本的安川公司在20世紀80年代中期研制成功世界上第一臺交流伺服驅動(dòng)器。隨后FANUC、三菱、松下等公司先后推出各自的交流伺服系統，國外的這些產(chǎn)品大多是基于異步電動(dòng)機的。

目前的伺服器驅動(dòng)器內部大多采用高速DSP處理器，推進(jìn)了各種先進(jìn)的運動(dòng)控制算法在新型驅動(dòng)器上的使用。在硬件結構上各大伺服系統供應商大多采用DSP+CPLD（FPGA）結構，由于DSP和CPLD（FPGA）的可重復編程性，可以實(shí)現交流伺服系統的模塊化可重構。只要為系統配置相應不同的軟件（包括控制算法）就可以控制和驅動(dòng)異步電機、永磁同步伺服電機、無(wú)刷直流電機，而通過(guò)對FPGA的重新配置還可以驅動(dòng)直流電機和三相感應式高壓步進(jìn)電機。這就為武漢拓晟科技數控機床的升級以及革新留下了很多的空間。

二、交流伺服系統除了具有穩定性好、快速性好、精度高的特點(diǎn)外，與直流伺服電機系統相比有一系列優(yōu)點(diǎn):

交流電機不存在換向器圓周調速限制，也不存在電樞元件中電抗電勢數值限制，其轉速限制可以設計得比相同功率的直流電機高。

調速范圍寬，目前大多數的交流伺服電機的變速比可以達到1:5000，高性能的伺服電機的變速比已達1:10000以上。滿(mǎn)足數控機床傳動(dòng)調速范圍寬、靜差率小的要求。

矩頻特性好，交流電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速以?xún)容敵鲱~定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。并且具有轉矩過(guò)載能力，可克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。滿(mǎn)足機床伺服系統輸出轉矩大、動(dòng)態(tài)相應好、定位精度高的要求。

針對直流電動(dòng)機的缺點(diǎn)，人們一直在努力尋求以交流伺服電動(dòng)機取代具有機械換向器和電刷的直流伺服電動(dòng)機的方法，以滿(mǎn)足各種應用領(lǐng)域，尤其是高精度、高性能伺服驅動(dòng)領(lǐng)域的需要。但是由于交流電機具有強耦合，非線(xiàn)性的特性，控制非常復雜，所以高性能運用一直受到局限。自80年代以來(lái)，隨著(zhù)電子電力等各項技術(shù)的發(fā)展，特別是現代控制理論的發(fā)展，在矢量控制算法方面的突破，原來(lái)一直困擾著(zhù)交流電動(dòng)機的問(wèn)題得以解決，交流伺服發(fā)展地越來(lái)越快。

三、交流伺服的發(fā)展趨勢

隨著(zhù)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，交流伺服系統向著(zhù)集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化的方向發(fā)展。

集成化：使用單一、多功能的控制單元，通過(guò)軟件的設置實(shí)現位置控制和速度控制功能?？梢允褂帽旧砼渲玫姆答亞卧獦嫵砂腴]環(huán)或是通過(guò)外部接口構成高精度的全閉環(huán)控制系統。

智能化：伺服器控制模式的智能化，如在內部預先編程實(shí)現某種運動(dòng)軌跡，控制本站點(diǎn)周邊的IO口，內帶主從跟隨模式調整，電子凸輪等。

網(wǎng)絡(luò )化：伺服器間實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化分布式控制。伺服器實(shí)現模塊化的可重構，節省成本。

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