MHMA152P1G，MHMA152P1G，，交流伺服系統(tǒng)包括基于異步電動(dòng)機(jī)的交流伺服系統(tǒng)和基于同步電動(dòng)機(jī)的交流伺服系統(tǒng)。除了具有穩(wěn)定性好、快速性好、精度高的特點(diǎn)外，具有一系列優(yōu)點(diǎn)。 誠(chéng) 信 立 德，品 質(zhì) 印 人 心.歡 迎 咨 詢 ；
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電機(jī)發(fā)展史 1800年伏特發(fā)明電池，是電氣出現(xiàn)的開端，電動(dòng)機(jī)的誕生和發(fā)展在這之后可以分成幾個(gè)階段。從1820年一直到整個(gè)19世紀(jì)末葉，發(fā)現(xiàn)了電磁現(xiàn)象以及相關(guān)的各種法則，誕生了交流電機(jī)的原型，并確立了電機(jī)的工業(yè)運(yùn)用。從20世紀(jì)開始一直到1970年代，是電動(dòng)機(jī)的成長(zhǎng)和成熟期，有刷直流電機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等各種電機(jī)相繼誕生，半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)技術(shù)和電子控制概念引入，帶來(lái)變頻驅(qū)動(dòng)的實(shí)用化。從1970年代到20世紀(jì)末期，計(jì)算技術(shù)的飛躍發(fā)展為發(fā)展高性能驅(qū)動(dòng)帶來(lái)了機(jī)會(huì)，隨著設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、測(cè)量、控制、功率半導(dǎo)體、軸承、磁性材料、絕緣材料、制造加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)機(jī)本體經(jīng)歷了輕量化、小型化、高效化、高力矩輸出、低噪音振動(dòng)、高可靠、低成本等一系列變革，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和控制裝置也更加智能化和程序化。進(jìn)入21世紀(jì)，在以多媒體和互聯(lián)網(wǎng)為特征的信息時(shí)代，電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置繼續(xù)發(fā)揮支撐作用，向節(jié)約資源、環(huán)境友好、高效節(jié)能運(yùn)行的方向發(fā)展。 永磁無(wú)刷直流電機(jī)（Brushless DC Motor）就是隨著永磁材料技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)誕生于20世紀(jì)50年代，并在60年代開始用于宇航事業(yè)和軍事裝備，80年代以后，出現(xiàn)了價(jià)格較低的釹鐵硼永磁，研發(fā)重點(diǎn)逐步推廣到工業(yè)、民用設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)。本質(zhì)上，無(wú)刷直流電機(jī)是根據(jù)轉(zhuǎn)子位置反饋信息采用電子換相運(yùn)行的交流永磁同步電機(jī)，與有刷直流電機(jī)相比具有一系列優(yōu)勢(shì)，近年得到了迅速發(fā)展，在許多領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中不斷取代直流電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。進(jìn)入90年代之后，永磁電機(jī)向大功率、高功能和微型化發(fā)展，出現(xiàn)了單機(jī)容量超過(guò)1000KW，zui高轉(zhuǎn)速超過(guò)300000rpm，zui低轉(zhuǎn)速低于0.01rpm，zui小體積只有0.8x1.2mm的品種。 實(shí)際上，永磁無(wú)刷直流電機(jī)和本文重點(diǎn)論述的永磁交流伺服電機(jī)都屬于交流永磁同步電機(jī)。按照反電動(dòng)勢(shì)波形和驅(qū)動(dòng)電流的波形，可以將永磁同步電機(jī)分為方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)型，前者就是我們常說(shuō)的無(wú)刷直流電機(jī)，后者又稱為永磁同步交流伺服電機(jī)，主要用于伺服控制的場(chǎng)合。那么，伺服是什么含義呢？伺服控制的基本性能如何衡量呢？
概念引入 伺服來(lái)自英文單詞Servo，指系統(tǒng)跟隨外部指令進(jìn)行人們所期望的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)要素包括位置、速度和力矩。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從液壓、氣動(dòng)到電氣的過(guò)程，而電氣伺服系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、反饋裝置和控制器。在20世紀(jì)60年代，zui早是直流電機(jī)作為主要執(zhí)行部件，在70年代以后，交流伺服電機(jī)的性價(jià)比不斷提高，逐漸取代直流電機(jī)成為伺服系統(tǒng)的主導(dǎo)執(zhí)行電機(jī)?？刂破鞯墓δ苁峭瓿伤欧到y(tǒng)的閉環(huán)控制，包括力矩、速度和位置等。我們通常說(shuō)的伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)包括了控制器的基本功能和功率放大部分。雖然采用功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服系統(tǒng)曾經(jīng)在90年代的所謂經(jīng)濟(jì)型數(shù)控領(lǐng)域獲得廣泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。進(jìn)入21世紀(jì)，交流伺服系統(tǒng)越來(lái)越成熟，市場(chǎng)呈現(xiàn)快速多元化發(fā)展，國(guó)內(nèi)外眾多品牌進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前交流伺服技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化的支撐性技術(shù)之一。 在交流伺服系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的類型有永磁同步交流伺服電機(jī)（PMSM）和感應(yīng)異步交流伺服電機(jī)（IM），其中，永磁同步電機(jī)具備十分優(yōu)良的低速性能、可以實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣、動(dòng)態(tài)特性和效率都很高，已經(jīng)成為伺服系統(tǒng)的主流之選。而異步伺服電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但是在特性上和效率上存在差距，只在大功率場(chǎng)合得到重視。本文討論的重點(diǎn)將放在永磁同步交流伺服系統(tǒng)上。
性能指標(biāo) 交流伺服系統(tǒng)的性能指標(biāo)可以從調(diào)速范圍、定位精度、穩(wěn)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和運(yùn)行穩(wěn)定性等方面來(lái)衡量。低檔的伺服系統(tǒng)調(diào)速范圍在1:1000以上，一般的在1:5000～1:10000，高性能的可以達(dá)到1:100000以上；定位精度一般都要達(dá)到±1個(gè)脈沖，穩(wěn)速精度，尤其是低速下的穩(wěn)速精度比如給定1rpm時(shí)，一般的在±0.1rpm以內(nèi)，高性能的可以達(dá)到±0.01rpm以內(nèi)；動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面，通常衡量的指標(biāo)是系統(tǒng)zui高響應(yīng)頻率，即給定zui高頻率的正弦速度指令，系統(tǒng)輸出速度波形的相位滯后不超過(guò)90°或者幅值不小于50%。進(jìn)口三菱伺服電機(jī)MR－J3系列的響應(yīng)頻率高達(dá)900Hz，而國(guó)內(nèi)主流產(chǎn)品的頻率在200～500Hz。運(yùn)行穩(wěn)定性方面，主要是指系統(tǒng)在電壓波動(dòng)、負(fù)載波動(dòng)、電機(jī)參數(shù)變化、上位控制器輸出特性變化、電磁干擾、以及其他特殊運(yùn)行條件下，維持穩(wěn)定運(yùn)行并保證一定的性能指標(biāo)的能力。這方面國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品、包括部分中國(guó)臺(tái)灣產(chǎn)品和*水平相比差距較大。
控制方法 在控制策略上，基于電機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的電壓頻率控制方法和開環(huán)磁通軌跡控制方法都難以達(dá)到良好的伺服特性，目前普遍應(yīng)用的是基于永磁電機(jī)動(dòng)態(tài)解耦數(shù)學(xué)模型的矢量控制方法，這是現(xiàn)代伺服系統(tǒng)的核心控制方法。雖然人們?yōu)榱诉M(jìn)一步提高控制特性和穩(wěn)定性，提出了反饋線性化控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)控制等理論，還有不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制方法，但是大多在矢量控制的基礎(chǔ)上附加應(yīng)用這些控制方法。還有，高性能伺服控制必須依賴高精度的轉(zhuǎn)子位置反饋，人們一直希望取消這個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)展了無(wú)位置傳感器技術(shù)（Sensorless Control）。至今，在商品化的產(chǎn)品中，采用無(wú)位置傳感器技術(shù)只能達(dá)到大約1:100的調(diào)速比，可以用在一些低檔的對(duì)位置和速度精度要求不高的伺服控制場(chǎng)合中，比如單純追求快速起停和制動(dòng)的縫紉機(jī)伺服控制，這個(gè)技術(shù)的高性能化還有很長(zhǎng)的路要走。
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