交流伺服系统包括基于异步电机的交流伺服系统和基于同步电机的交流伺服系统。除了稳定性好、速度快、精度高外,还具有一系列优点。
伺服来自英语单词Servo,系统遵循外部命令进行人们期待的运动,运动要素包括位置、速度和扭矩。伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程,电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。20世纪60年代,直流电机最早作为主要执行部件。20世纪70年代以来,交流伺服电机的性价比不断提高,逐渐取代DC电机成为伺服系统的主导执行电机。
控制器的功能是完成伺服系统的闭环控制,包括扭矩、速度和位置。我们通常所说的伺服驱动器包括控制器的基本功能和功率放大部分。
采用功率步进电机直接驱动的开环伺服系统在90年代的所谓经济型数控领域被广泛使用,但被交流伺服系统迅速取代。进入21世纪,交流伺服系统越来越成熟,市场发展迅速,国内外许多品牌进入市场竞争。目前,交流伺服技术已成为工业自动化的支持技术之一。
在交流伺服系统中,电机的类型包括永磁同步交流伺服电机(PMSM)和感应异步交流伺服电机(IM)。其中,永磁同步电机具有优异的低速性能,可实现弱磁高速控制,调速范围广,动态特性和效率高。交流伺服系统已经成为伺服系统的主流选择。异步伺服电机结构坚固,制造简单,价格低廉,但特性和效率存在差异,只重视大功率。本文讨论的重点是永久磁铁同步交流伺服系统。
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