現代化的交流伺服電機系統,在經歷了從模擬到數字化的轉變之后,其內部的數字控制環無處不在,如換相、電流、速度和位置控制等;其實現主要是通過新的功率半導體設備,如高性能DSP加FPGA,甚至伺服專用模塊。此外,新的功率設備或模塊每2-2.5年更新一次,新的軟件算法日新月異。
國際制造商的伺服產品每5年更新一次——總之,產品的生命周期越來越短,變化越來越快。總結國內外伺服廠商的技術路線和產品路線,結合市場需求的變化,可以看到以下伺服電機系統的最新發展趨勢:
高效率化
雖然高效率一直是伺服系統的重要開發課題,但仍需繼續加強。主要包括伺服電機本身的高效率:如永久磁鐵材料性能的改進和更好的磁鐵安裝結構設計;伺服電機還包括驅動系統的高效性:包括逆變器驅動電路的優化、加減速運動的優化、再生制動和能量反饋以及更好的冷卻方法。
直接驅動
直接驅動包括盤式電機的轉臺伺服驅動和直線電機的線性伺服驅動。由于消除了中間機械傳動設備(如齒輪箱)的傳輸誤差,實現了高速化和高定位精度。然而,直線電機易于改變形狀的特點可以使線性直線機構的各種設備小型化和輕量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的編碼器、更高精度和數據位數、速度更快的DSP、無齒槽效應的高性能旋轉電機、直線電機、自適應、人工智能等現代控制策略,不斷提高伺服電機系統的基本指標(控制速度和精度)。