一、交流伺服系統簡(jiǎn)介
“伺服”一詞來(lái)自英文單詞Servo的音譯,是指運動(dòng)系統按照人們的外部指令要求進(jìn)行運動(dòng)。隨著(zhù)科技的發(fā)展,伺服系統從一開(kāi)始的液壓模式發(fā)展到目前的電氣模式。電氣伺服系統主要由伺服電機、反饋和控制裝置組成。其中伺服電機是運動(dòng)的主要執行部件。隨著(zhù)交流伺服電機技術(shù)的進(jìn)步,伺服系統的主導執行電機的直流電機逐步為交流電機取代??刂蒲b置的主要作用是伺服系統的閉環(huán)控制,主要是力矩、速度和位置等。
二、彩鋼壓瓦機交流伺服系統的發(fā)展現狀
1、交流伺服系統的分類(lèi)
首先,交流伺服系統按照接受和處理指令信號的方式可分為以下三類(lèi):模擬式伺服系統、數字模擬混合式伺服系統和全數字式伺服系統。其次,按照伺服系統的伺服電機來(lái)分也可以分為兩類(lèi),一是利用永磁同步伺服電機組成的伺服系統,二是用鼠籠式異步電機構成的伺服系統。
2、目前彩鋼壓瓦機交流伺服系統相關(guān)產(chǎn)品的概況和性能分析
隨著(zhù)交流伺服系統在國民經(jīng)濟中的應用日趨廣泛,目前市場(chǎng)上與交流伺服系統相關(guān)的產(chǎn)品種類(lèi)日益,從交流伺服電機、變頻器、各類(lèi)伺服控制器到車(chē)間和廠(chǎng)級監控工作站等一應俱全。
(1)伺服電機
目前市場(chǎng)上的彩鋼壓瓦機伺服電機按照容量可以分為超小型、小型、中型和大型。由于永磁材料制造技術(shù)不斷提高,以鉚鐵硼為代表的新型永磁材料被用于永磁伺服電機的制造。由于該型永磁材料各方面的性能,同時(shí)交流伺服電機也采用了的結構設計。此外,的交流伺服電機還采用了更的位置編碼器,雖然信號線(xiàn)減少為5根,但是通信速率、通信周期、數據長(cháng)度和分辨率等指標卻有較大提高。這些新材料的應用使得伺服電機在體積不斷縮小的情況下,性能卻大幅度的提升。
(2)伺服控制器
由于傳統的模擬控制存在系統調試困難、易產(chǎn)生漂移、不易復雜計算,無(wú)法實(shí)現現代控制算法等缺點(diǎn),隨著(zhù)伺服系統的發(fā)展,傳統的模擬控制逐步為采用全數字化結構,伺服控制系統以現代矢量控制思想實(shí)現了電流向量的幅值控制和相位控制的現代伺服系統取代。其的技術(shù)和工藝主要有以下幾方面:①現代伺服系統一般采用將控制算法固化在硬件環(huán)路中的方式利用硬件來(lái)進(jìn)行電流環(huán)控制,減少了主CPU的運算量。并采用高速的d-q軸變換電流單元提高了轉矩控制精度,了系統在穩態(tài)及瞬態(tài)運行時(shí)都具有良好性能。②的伺服控制器采用了具有脈沖編碼器倍增功能,使伺服系統位置控制的整定時(shí)間大為縮短。③利用速度實(shí)時(shí)檢測控制算法來(lái)提高伺服電機的低速性能,進(jìn)一步降低了速度波動(dòng)和轉矩波動(dòng)。同時(shí)采用在線(xiàn)自動(dòng)鎖定功能,縮短了調試時(shí)間,增加了操作的便利性。④的伺服控制器采用了全閉環(huán)的控制方式,使伺服控制器能夠對系統各個(gè)部分的運動(dòng)誤差通過(guò)計算進(jìn)行的修正。⑤由于精簡(jiǎn)指令計算機系統技術(shù)的應用,使主CPU的數據處理能力提高到32位,運算處理速度大為加快,精度也有大幅度的提高。
(3)上位控制群的廣泛應用
隨著(zhù)科技的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的提高,彩鋼壓瓦機工業(yè)生產(chǎn)對于機械化設備的高速度、和小型化的要求越來(lái)越高,因此上位機控制群的應用越來(lái)越廣泛。這種控制系統具有可從上層直連到底層的通用輸入、輸出控制單元以及視覺(jué)傳感系統。編程語(yǔ)言可按照用戶(hù)要求進(jìn)行選擇和配置??蓮V泛應用于各種工業(yè)機械,性?xún)r(jià)比很高。
三、我國交流伺服系統的主要差距
交流伺服系統的性能指標主要包括調速范圍、定位精度、穩速精度、動(dòng)態(tài)響應和運行穩定性等五方面。我國現階段的伺服系統與水平還有的差距。首先,伺服電機的響應頻率已經(jīng)高達900Hz,而國產(chǎn)的絕大部分產(chǎn)品的頻率都在200~500Hz,差距是非常明顯的。其次,國產(chǎn)產(chǎn)品在系統運行的穩定性方面和世界水平也存在較大差距。由于對伺服控制技術(shù)的封鎖,使得以軟形式進(jìn)行伺服控制的伺服系統的核心技術(shù)與世界水平存在較大的差距,嚴重制約了我國伺服系統的發(fā)展,因此的永磁同步電機伺服控制技術(shù)已經(jīng)成為這一當前為迫切的任務(wù)之一。
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