2018-05-28 00:00:00 來(lái)源：管理員 點(diǎn)擊：4466 喜歡：0
1、前言
近些年來(lái)，有目共睹的是：人民生活水平在日益的提高，消費也在不斷的攀升，隨著(zhù)認知度以及對自身生活品質(zhì)的要求不斷被提到日程上，消費者不僅對內在物質(zhì)的品質(zhì)提出了要求，還在包裝上也提出了相應的要求，這就使得生產(chǎn)廠(chǎng)商不得不將自己的生產(chǎn)設備更新?lián)Q代，以加快生產(chǎn)，更高要求的滿(mǎn)足人們的需求，所以自動(dòng)化數控設備被引入了生產(chǎn)，同時(shí)伺服電機更是得到了廣泛的應用。
根據近些年來(lái)的觀(guān)察以及發(fā)展趨勢可知，伺服電機控制技術(shù)正在向數字化、智能化、交流化的方向發(fā)展，那么作為數控機床的一部分，同時(shí)也作為執行機構來(lái)說(shuō)，伺服電機要怎么樣的被更好的利用于各大數控機床呢？隨著(zhù)數字脈寬調制技術(shù)，微電子技術(shù)、現在控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，日新月異的進(jìn)程中，對伺服電機的技術(shù)、現狀以及發(fā)展趨勢做一個(gè)簡(jiǎn)要的探討。
2、伺服電機簡(jiǎn)介
目前，在生產(chǎn)中，我們通常所使用的是交流伺服電機，以交流伺服電機為例，來(lái)分析其結構的組成。
交流伺服電機大致上可分為兩大部分，即轉子和定子部分。其中，我們一般常用的鼠籠形轉子和非磁性杯行轉子就是這里所說(shuō)的轉子部分。那么定子部分呢？常用的定子結構與旋轉變壓器的定子有異曲同工之處，他們都是在定子鐵心中安放著(zhù)空間互成90度的兩相繞組組成，故此，伺服電機也可被稱(chēng)為是兩相的交流電動(dòng)機。
在兩種常用的轉子結構中，鼠籠形轉子交流伺服電機由轉子鐵心，轉軸以及轉子繞組組成，而非磁性杯形轉子交流伺服電機的外定子與鼠籠形的定子結構完全一樣，而內定子確有著(zhù)差別，它是由環(huán)形的鋼片疊成，作為電機磁路的一部分，內定子通常不放繞組，只是代替鼠籠轉子的鐵心而已。
但是依據目前市場(chǎng)的情況來(lái)看，一般被廣泛應用的是鼠籠形轉子伺服電機，因為非磁性杯形轉子的慣量小，軸承摩擦阻轉矩小。還因為它的轉子之間沒(méi)有齒槽，導致定、轉子之間沒(méi)有齒槽粘合的現象，在恒速轉動(dòng)時(shí)，抖動(dòng)的現象不會(huì )發(fā)生，但是在相同的體積和重量下，以一定的功率范圍內來(lái)看，杯形轉子伺服電機比鼠籠形轉子伺服電機所產(chǎn)生的啟動(dòng)轉矩和輸出功率都小，與此同時(shí)，杯形轉子伺服電機的構造和制造工藝相對來(lái)說(shuō)更復雜。故此，杯形轉子伺服電機只有在要求運轉非常平穩的某些場(chǎng)合下才被使用（如：積分電路）。
3、伺服電機在數控上的應用
3.1伺服電機在數控系統中的應用特點(diǎn)
交流伺服電機是無(wú)刷電機的一種，但是它分為同步和異步電機，在運動(dòng)控制中較常見(jiàn)的是同步電機，就因為它可以做到很大的功率，在最高轉動(dòng)的情形下，速度低，并且隨著(zhù)功率增大而快速降低，因此適合做低速平穩運行的應用。故此精度高，調速范圍寬、能在低速時(shí)輸出大的轉矩，還有快速響應且無(wú)超調就是其最大的特點(diǎn)。
3.2伺服電機較之其它電動(dòng)機有那些優(yōu)勢
交流伺服電機在很多方面的性能都優(yōu)于步進(jìn)電機，雖然在一些特殊的場(chǎng)合或者在一些要求不高的場(chǎng)合經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機，但是交流伺服電機依然是呼聲最高應用最廣的電機，那么比之步進(jìn)電機有那些方面的不同呢？
其一在控制精度上的不同。交流伺服電機的控制精度是由電機軸后端的旋轉編碼器保證，而兩相步進(jìn)電機的距角一般為3.6度、18度，五相混合式步進(jìn)電機距角為0.72度、0.36度。
其二、低頻特性的不同。步進(jìn)電機在低速時(shí)容易出現低頻振動(dòng)的現象。由于步進(jìn)電機工作原理的特性決定了低頻振動(dòng)的現象，而這種現象對于機器的正常運轉來(lái)說(shuō)是有害而無(wú)利的，但是交流伺服電機的運轉卻非常的平穩，即使是在非常低的速度下，也能保持平穩性而不會(huì )出現振動(dòng)。那是因為交流伺服系統具有共振抑制的功能，在系統的內部存在著(zhù)頻率解析機能，在檢測到機械有共振點(diǎn)的時(shí)候就會(huì )適時(shí)的進(jìn)行調整。
還有矩頻特性、過(guò)載能力、以及運行性能和速度響應性能的不同。在控制系統的設計過(guò)程中，要綜合考慮控制的要求、成本等以及多方面因素，在適時(shí)的選用較為適當的控制電機。
4、伺服電機的發(fā)展趨勢
隨著(zhù)中國從制造業(yè)大國轉變?yōu)橹圃鞓I(yè)強國的進(jìn)程和數字化交流伺服系統的性能價(jià)格比逐漸提高的基礎上，交流伺服系統作為控制電機類(lèi)高檔精密部件，它在行業(yè)中的市場(chǎng)也是在穩步上升。那么作為數控機床最重要的組成部分，同時(shí)伺服系統也一直是影響系統加工性能的重要指標之一。
近年來(lái)圍繞著(zhù)伺服系統動(dòng)態(tài)與靜態(tài)特性的提高，也是發(fā)展并且出現了多種伺服驅動(dòng)技術(shù)。決定交流伺服系統性能好壞的關(guān)鍵性因素依然是伺服控制技術(shù)，但由于交流伺服系統本身的有著(zhù)極其先進(jìn)的控制原理以及低成本，免維護的特性，更何況其控制特性也在全面的超越直流伺服系統，勢必在今后的發(fā)展過(guò)程中將大部分甚至是全部代替直流伺服系統，按照當前的運轉模式來(lái)分析，其今后比向高效率化，告訴，高精度化以及高性能化的方向發(fā)展。
不僅如此，隨著(zhù)目前智能化的大幅度推廣以及網(wǎng)絡(luò )化模塊化的盛行，而現代交流伺服驅動(dòng)設備也同時(shí)具備著(zhù)參數記憶的功能，以及自身故障的診斷和分析的功能，有的伺服電機甚至還具備了識別參數的性能，還能在發(fā)現振動(dòng)的時(shí)候自動(dòng)對其進(jìn)行抑制，自動(dòng)將編碼器進(jìn)行測定并歸零，這些都是伺服電機在智能化法相的發(fā)展趨勢。而網(wǎng)絡(luò )化的重點(diǎn)發(fā)展方向就是如何適應高性能運動(dòng)控制對數據傳輸的實(shí)時(shí)性、同步性以及可靠性的要求。高檔數控系統的成功開(kāi)發(fā)，也預示著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化數字伺服開(kāi)發(fā)成為當下的當務(wù)之急，還有伺服電機驅動(dòng)器、電源、再生制動(dòng)、以及電機與電機之間的通訊都在不斷的向模塊化方向發(fā)展。
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