航天公开课交流伺服系统思维导图

随着微处理器技术、大功率、高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的日益提高

交流伺服技术—交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品

交流伺服驱动技术已经成为工业领域实现自动化的基础技术之一

并将逐渐取代直流伺服系统。交流伺服系统按其采用的驱动电动机的类型来分主要有两大类

永磁同步（SM型）电动机交流伺服系统和感应式异步（IM型）电动机交流伺服系统

在技术上已趋于完全成熟，具备了十分优良的低速性能，并可实现弱磁高速控制

拓宽了系统的调速范围，适应了高性能伺服驱动的要求

并且随着永磁材料性能的大幅度提高和价格的降低

其在工业生产自动化领域中的应用将越来越广泛，目前已成为交流伺服系统的主流

感应式异步电动机交流伺服系统由于感应式异步电动机结构坚固、制造容易、价格低廉

因而具有很好的发展前景，代表了将来伺服技术的方向

但由于该系统采用矢量变换控制，相对永磁同步电动机伺服系统来说控制比较复杂

而且电动机低速运行时还存在着效率低、发热严重等有待克服的技术问题，目前并未得到普遍应用。

直流伺服驱动技术受电机本身缺陷的影响，其发展受到了限制

直流伺服电动机存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点，在运行过程中转子容易发热

影响了与其连接的其他机械设备的精度，难以应用到高速及大容量的场合

机械换向器则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈

克服了直流伺服电动机存在的电刷、换向器等机械部件所带来的各种缺点

特别是交流伺服电动机的过负荷特性和低惯性更体现出交流伺服系统的优越性

所以交流伺服系统在工厂自动化等各个领域得到了广泛的应用

从伺服驱动产品当前的应用来看，直流伺服产品正逐渐减少，交流伺服产品则日渐增加，市场占有率逐步扩大

在实际应用中，精度更高、速度更快、使用更方便的交流伺服产品已经成为主流产品

在高精度位置伺服系统和调速范围宽的调速系统中，对伺服电动机及其驱动器提出要求

优异的快速响应动态性能，电机应有高的峰值转矩/转子转动惯量比、高的功率变化率

宽调速范围，在闭环速度控制下，调速范围最低限度为1:1000，有些系统要求达1:10000以上

力矩波动小，在极低速时也能平滑运行，无爬行现象

高的位置分辨率，通常要求是1/10 000，以得到高的定位精度

过载能力强，能承受频繁启停、制动和正反转运行

有高的可靠性，可工作于恶劣环境下

由于有刷直流伺服电动机满足了上述大部分要求，所以它获得了广泛的应用

高性能电控伺服系统绝大多数采用直流伺服技术

国际上有大量商品化的各种结构形式的直流伺服电动机以及采用晶闸管（VTH）

可关断晶闸管（GTO）和大功率晶体管（GTR）的伺服驱动器系列可供选择