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伺服电机成为数控机床行业关注的热点

发布日期:2021-08-10 09:49
信息摘要:
伺服电机系统的特性一直是影响系统加工性能的重要指标。围绕伺服系统动、静态特性的改善,近年来各种伺服电机驱动技术得到了发展。可以预见,随着超 高速切削、超精密加工、网...
伺服电机系统的特性一直是影响系统加工性能的重要指标。围绕伺服系统动、静态特性的改善,近年来各种伺服电机驱动技术得到了发展。可以预见,随着超 高速切削、超精密加工、网络化制造等先进制造技术的发展,全数字带网络接口的伺服电机系统,直线电机和高速电主轴将成为数控机床行业关注的焦点和伺服系统的发展方向。
 
1. 伺服电机交流化
伺服电机技术将继续从直流伺服系统快速转向交流伺服系统。从国际市场的现状来看,几乎所有的新产品都是交流伺服系统。交流伺服电机的市场份额已超过80%。伺服电机生产厂家越来越多,逐渐超过直流伺服电机生产厂家。可以预见,在不久的将来,交流伺服电机将完全取代直流伺服电机,除了在一些微电机领域。
 
2. 伺服电机全数字化
采用新型高速微处理器和专用数字信号处理器(DSP)的伺服控制单元将完全取代基于模拟电子器件的伺服控制单元,实现完全数字的伺服系统。全数字化的实现,将原有的硬件伺服控制转变为软件伺服控制,使控制、人工智能、模糊控制、神经网络等现代控制理论的先进算法应用于伺服系统成为可能。
 
3. 伺服电机采用新型电力电子半导体器件
目前伺服控制系统的输出器件多采用新型高开关频率功率半导体器件,主要包括大功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅晶体管(IGBT)。这些先进设备的应用,大大降低了伺服单元输出回路的功耗,提高了系统的响应速度,降低了运行噪声。特别是伺服控制系统开始使用集成控制电路功能和大功率电子开关装置的新型模块——智能功率模块(IPM)。该装置将输入隔离、能耗制动、过温、过压、过流保护、故障诊断等功能集成到一个小模块中。其输入逻辑电平与TTL信号完全兼容,可直接与微处理器输出接口。它的应用大大简化了伺服单元的设计,实现了伺服系统的小型化和小型化。
 
4. 伺服电机高度集成化
新的伺服系统产品改变了以往将伺服系统分为速度伺服单元和位置伺服单元两大模块的做法,取而代之的是单一的、高度集成的、多功能的控制单元。通过软件设置系统参数,可以改变同一控制单元的性能。它不仅可以利用伺服电机配置的传感器组成半闭环调节系统,还可以通过接口与外部位置、速度或扭矩传感器组成高精度全闭环调节系统。高集成度也大大减少了整个控制系统的体积,简化了伺服系统的安装和调试。
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