现代化的交流伺服电机系统,在经历了从模拟到数字化的转变之后,其内部的数字控制环无处不在,如换相、电流、速度和位置控制等;其实现主要是通过新的功率半导体设备,如高性能DSP加FPGA,甚至伺服专用模块。此外,新的功率设备或模块每2-2.5年更新一次,新的软件算法日新月异。
国际制造商的伺服产品每5年更新一次——总之,产品的生命周期越来越短,变化越来越快。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,可以看到以下伺服电机系统的最新发展趋势:
高效率化
虽然高效率一直是伺服系统的重要开发课题,但仍需继续加强。主要包括伺服电机本身的高效率:如永久磁铁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计;伺服电机还包括驱动系统的高效性:包括逆变器驱动电路的优化、加减速运动的优化、再生制动和能量反馈以及更好的冷却方法。
直接驱动
直接驱动包括盘式电机的转台伺服驱动和直线电机的线性伺服驱动。由于消除了中间机械传动设备(如齿轮箱)的传输误差,实现了高速化和高定位精度。然而,直线电机易于改变形状的特点可以使线性直线机构的各种设备小型化和轻量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器、更高精度和数据位数、速度更快的DSP、无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机、自适应、人工智能等现代控制策略,不断提高伺服电机系统的基本指标(控制速度和精度)。