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    COMMUNICATION

    艾而特:淺析交流伺服電機技術的未來發展

    日期:2020-04-24 13:23
    自動控制系統不僅在理論上飛速發展,在其應用器件上也日新月異。模塊化、數字化、高精度、長壽命的器件每隔3~5年就有更新換代的產品面市。傳統的交流伺服電機特性軟,并且其輸出特性不是伺服電機單值的;步進電機一般為開環控制而無法準確定位,電動機本身還有速度諧振區,pwm調速系統對位置跟蹤性能較差,變頻調速較簡單但精度有時不夠,直流電機伺服系統以其優良的性能被廣泛的應用于位置隨動系統中,但其也有缺點,例如結構復雜,在超低速時死區矛盾突出,并且換向刷會帶來噪聲和維護保養問題。目前,新型的永磁交流伺服電機發展迅速,尤其是從方波控制發展到正弦波控制后,系統性能更好,它調速范圍寬,尤其是低速性能優越。
      交直流伺服電機系統
      下面從功率驅動、性能、保護電路等方面,敘述其和直流伺服電機系統的不同特點。
      功率驅動
      對于在雷達上經常使用的直流伺服系統的驅動電動機功率放大部分,當天線重量輕,轉速慢,驅動功率較小時,一般為幾十瓦,可以直接用直流電源控制電動機。當驅動功率要求在近千瓦或千瓦以上時,選擇驅動方案,也即放大直流電動機的電樞電流,就是設計伺服系統的重要部分。大功率直流電源目前采用較多的有:晶體管功放、晶閘管功放和電機放大機等等。對于千瓦級的晶體管功放使用的較少??煽毓杓夹g在上世紀60~70年代初得到快速的發展和廣泛的應用,但因當時的各方面原因,如可靠性等,不少產品放棄了可控硅控制。目前的集成驅動模塊一般都為晶體管或晶閘管制造。電機放大機是傳統的直流伺服電機的功放裝置,因其控制簡單,結實耐用,目前的新型號的雷達產品上仍有采用。下面主要以放大電機為例,和交流伺服電機比較其優缺點。
      放大電機常稱為擴大機,一般是用交流異步感應電動機拖動串聯的兩級直流發電機組,以此來實現直流控制。兩組控制繞組,每組的輸入阻抗為幾千歐,若串接使用輸入阻抗約10千歐,伺服電機一般為互補平衡對稱輸入,當系統輸入不為零時打破其平衡,使放大電機有輸出信號。當輸入電流為十幾到幾十毫安時其輸出可達100v以上的直流電壓和幾安到幾十安的電流,直接接到直流伺服電機的電樞繞組上。其主要缺點是體積重量大,非線性度,尤其在零點附近不是很好,這對于要求高的系統需要仔細處理。
    而交流伺服電機都配有專門的驅動器,它在體積和重量上遠小于同功率的放大電機,它靠內部的晶體管或晶閘管組成的開關電路,根據伺服電機內的光電編碼器或霍爾器件判斷轉子當時的位置,決定驅動電機的a、b、c三相應輸出的狀態,因此它的效率和平穩性都很好。所以不像控制放大電機需要做專門的功放電路。這種電機一般都為永磁式的,驅動器產生的a、b、c三相變化的電流控制電機轉動,因此稱為交流伺服電機;驅動器輸入的控制信號可以是脈沖串,也可以是直流電壓信號(一般為±10v),所以也有將其稱為直流無刷電動機。
    兩種電機的簡單試驗比較
      對兩種電機作過簡單的試驗比較:只要將系統原先的直流誤差信號直接接入交流伺服驅動器的模擬控制輸入端,用交流伺服電機和它的驅動器代替原先的差分功放、電機放大機和直流伺服電機,而控制部分和測角元件等均不變,簡單比較兩種方案的輸出特性。
     

    所屬類別: 市場

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