现代伺服技术十大最新发展趋势
时间:2023-07-18 12:37:00
高效率化
虽然这项工作已经进行了很长一段时间,但它仍然需要继续加强。主要包括电机本身的高效率,如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计,以及驱动系统的高效率,包括逆变器驱动电路的优化、加速和减速运动的优化、再生制动和能量反馈以及更好的冷却方法。
直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动控制工程网版权所有,由于消除了中间传递误差,从而实现了高速化和高定位精度。直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
高速、高精度、高性能
采用更高精度的编码器(每转百万脉冲级),采样精度和数据位数更高,速度更快DSP,无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机,以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略,不断将伺服系统的指标提高。
集成与集成
纵向集成电机、反馈、控制、驱动和通信已成为当前小功率伺服系统的发展方向。有时我们称这种集成驱动和通信的电机为智能电机(SmartMotor),有时我们称集成运动控制和通信的驱动器为智能伺服驱动器。从设计、制造到运行、维护,电机、驱动和控制的集成更紧密地集成在一起。但是这种方式面临更大的技术挑战(如可靠性)和工程师使用习惯的挑战,因此很难成为主流,在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
通用化
通用驱动器配置参数大,菜单功能丰富,方便用户在不改变硬件配置的情况下设置V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电机控制伺服电机控制、再生单元等五种工作模式,适用于各种场合,可驱动不同类型的电机,例如,异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机也能适应不同类型的传感器甚至无位置传感器。半闭环控制系统可由电机本身配置的反馈组成,高精度全闭环控制系统可通过接口与外部位置或速度或扭矩传感器组成。
智能化
现代交流伺服驱动具有参数记忆、故障自诊断和分析功能,绝大多数进口驱动具有负载惯量测量和自动增益调整功能,有些可以自动识别电机参数,自动测量编码器零,有些可以自动振动抑制。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插入运动等控制功能与驱动器相结合,为伺服用户提供了更好的体验。
网络化和模块化
欧洲和美国制造商将现场总线和工业以太网技术,甚至无线网络技术集成到伺服驱动器中已经成为一种常见的做法。现代工业局域网发展的重要方向和各总线标准竞争的重点是如何适应高性能运动控制对数据传输实时性、可靠性和同步性的要求。随着我国对大型分布式控制装置需求的增加,高端数控系统的成功开发,网络数字伺服的开发已成为当务之急。模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块和通信模块的组合,也指伺服驱动内部软硬件的模块化和可重用。
从故障诊断到预测性维护
随着机器安全标准的不断发展,传统的故障诊断和保护技术(在问题发生时判断原因并采取措施避免故障扩展)已经过时,最新的产品嵌入了预测性维护技术,使人们能够通过Internet及时了解重要技术参数的动态趋势,并采取预防措施。比如:关注电流的升高,负载变化时评估尖峰电流,外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器,以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。
专业化和多样化
虽然市场上有一个通用的伺服产品系列,但有很多伺服系统是专门为特定的应用场合设计和制造的。磁性材料具有不同的性能、形状和表面粘接结构(SPM)嵌入式永磁(IPM)随着转子结构电机的出现,日本铁芯结构技术在日本的应用,使永磁无刷伺服电机的生产高效、大规模、自动化,引起了国内厂家的研究。
小型化和大型化
永磁无刷伺服电机和步进电机都积极向20、28、35等较小尺寸发展mm外径;同时也在发展更大功率和尺寸的机型,已经看到了500KW永磁伺服电机的出现。体现了向两极化发展的趋势。