用户中心

资讯 > 电动机与运动控制

现代交流伺服系统技术和市场发展综述

作者:王健 北京和利时电机技术有限公司2009.03.04阅读 8483

现代伺服系统的核心控制方法。虽然人们为了进一步提高控制特性和稳定性,提出了反馈线性化控制、滑模变结构控制、自适应控制等理论,还有不依赖数学模型的模糊控制和神经元网络控制方法www.cechina.cn,但是大多在矢量控制的基础上附加应用这些控制方法。还有,高性能伺服控制必须依赖高精度的转子位置反馈,人们一直希望取消这个环节,发展了无位置传感器技术(Sensorless Control)。至今,在商品化的产品中,采用无位置传感器技术只能达到大约1:100 的调速比,可以用在一些低档的对位置和速度精度要求不高的伺服控制场合中,比如单纯追求快速起停和制动的缝纫机伺服控制,这个技术的高性能化还有很长的路要走。
  3. 交流伺服在我国的发展历史
  我国从1970 年代开始跟踪开发交流伺服技术,主要研究力量集中在高等院校和科研单位,以军工、宇航卫星为主要应用方向,不考虑成本因素。主要研究机构是北京机床所、西安微电机研究所、中科院沈阳自动化所等。80 年代之后开始进入工业领域,直到2000年,国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态,技术水平和可靠性难以满足工业需要。2000 年之后,随着中国变成世界工厂、制造业的快速发展为交流伺服提供了越来越大的市场空间,国内几家单位开始推出自己品牌的交流伺服产品。目前国内主要的伺服品牌或厂家有森创(和利时电机)、华中数控、广数、南京埃斯顿、兰州电机厂等。其中华中数控、广数等主要集中在数控机床领域。
        技术状况
  1. 当前国内外交流伺服产品的水平
  交流伺服系统的相关技术,一直随着用户的需求而不断发展。电动机、驱动、传感和控制技术等关联技术的不断变化、造就了各种各样的配置。就电动机而言,可以采用盘式电机、无铁芯电机、直线电机、外转子电机等,驱动器可以采用各种功率电子元件www.cechina.cn,传感和反馈装置可以是不同精度、性能的编码器、旋变和霍尔元件甚至是无传感器技术,控制技术从采用单片机开始,一直到采用高性能DSP 和各种可编程模块www.cechina.cn,以及现代控制理论的实用化等等。我们从2005 年11 月在德国纽伦堡举办的SPS/IPC/Drives 展览上可以看到世界范围内电气驱动、运动控制和相关软件的最新情况,其中交流伺服产品的亮点很多,代表了当前的国际水平。这里仅仅摘录几条,相对应的CONTROL ENGINEERING China版权所有,国内厂商的研发动向也对比进行说明。
  .. 贝加莱(B&R)工业自动化公司推出的AcoposMulti 驱动系统采用模块化的可扩展结构,每个轴模块可以提供1 到2 个伺服轴控制CONTROL ENGINEERING China版权所有,并集成了一个24VDC 的辅助电源模块,为驱动器、控制器和外围设备提供了一个到直流总线的链接,来获得开路、短路和过载保护。其他特性包括通过空气,油或水进行冷却的模块化设计,通过一个能量再生系统确保环境的安全性。在国内,我们还没有看到有厂商进行类似的模块式设计,并在产品中融入机器安全概念。
  .. 艾尔默(Elmo)公司展出了一系列伺服驱动器与控制器,包括最新的微型数字伺服驱动器Whistle。这些火柴盒大小的驱动器尺寸虽仅为:5 x 4.6 x 1.5cm,但却能提供0.5 kW 的连续功率(或1kW 的峰值功率)。为当今市场上最高功率密度与智能的伺服驱动器。相对应的CONTROL ENGINEERING China版权所有,国内只有和利时电机公司推出了类似的智能数字伺服控制器——蜂鸟系列,该驱动器接受24V~48VDC 输入,可以提供250W 的连续功率和500W 的峰值功率,尺寸为10x8x2cm,功率密度和Whistle 相比有差距。但是集成了高性能32 位RISC 芯片,提供RS232、485 串行通讯控制功能和32 条运动指令,包括高级的圆弧插补指令,采用14 位绝对值磁性编码器。07 年预计推出带16 位绝对编码器的无刷伺服电机和带CAN 通讯的驱动模块。
  .. 艾默生控制技术(Emerson Control Techniques)公司展出了Unidrive 及其他交、直流驱动器产品。Unidrive 驱动器覆盖功率范围从0.55~675 kW,变换不同的控制软件可以驱动异步电机、永磁同步伺服电机和无刷直流电机。额定输出功率为0.25~11 kW 的Varmeca 型集成可变速度电机与可变速度驱动器 (VSD),具有闭环矢量与分布式 (Proxdrive) 两个版本。值得注意的是适合在潜在爆燃性气体中工作的VSD 系统 (ATEX)。而额定输出功率为 0.55~400 kW 的FLSD 驱动器,则据称能在IIB 类或IIC 区1 类2 分类气体中工作。相对应的CONTROL ENGINEERING China版权所有,国内伺服驱动器厂商的产品功率范围多在10KW 以下,而且没有特殊防护等级的商品化产品面世,这方面国内外的差距很大,也是未来国内伺服厂商差异化竞争的方向。
  .. Rockwell Automati
版权声明:版权归控制工程网所有,转载请注明出处!

频道推荐

关于我们

控制工程网 & CONTROL ENGINEERING China 全球工业控制、自动化和仪器仪表领域的先锋媒体

CE全球

联系我们

商务及广告合作
任小姐(北京)                 夏小姐(上海)
电话:010-82053688      电话:18616877918
rendongxue@cechina.cn      xiashuxian@cechina.cn
新闻投稿:王小姐

关注我们的微信

关于我们 | 网站地图 | 联系我们
© 2003-2020    经营许可编号:京ICP证120335号
公安机关备案号:110102002318  服务热线:010-82053688