1伺服系统的基本概念
1.1名词
“伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前,转子静止不动;讯号来到之后,转子立即转动;当讯号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名—伺服系统。
1.2定义
伺服系统—是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标值(或给定值)的任意变化的自动控制系统。
伺服的主要任务是按控制命令的要求,对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力距、速度和位置控制得非常灵活方便。
1.3伺服系统的组成
伺服系统如图1所示,是具有反馈的闭环自动控制系统。它由位置检测部分、误差放大部分、执行部分及被控对象组成。
1.4伺服系统的性能要求
伺服系统必须具备可控性好,稳定性高和速应性强等基本性能。说明一下,可控性好是指讯号消失以后,能立即自行停转;稳定性高是指转速随转距的增加而均匀下降;速应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。
1.5伺服系统的种类
通常根据伺服驱动机的种类来分类,有电气式、油压式或电气—油压式三种。
伺服系统若按功能来分,则有计量伺服和功率伺服系统;模拟伺服和功率伺服系统;位置伺服和加速度伺服系统等。
电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。
这里只讨论电气式伺服系统中的一种—交流永磁同步电机伺服系统。
2交流永磁同步电机伺服系统
伺服驱动系统能够忠实地跟随控制命令而动作,例如数控机床和工业机人,伺服驱动技术对产品的性能有重要影响,甚至起关键作用。故需进一步认识伺服驱动系统在其中的地位和作用。
2.1AC伺服系统
电气伺服技术应用最广,主要原因是控制方便,灵活,容易获得驱动能源,没有公害污染,维护也比较容易。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展,它为电气伺服技术的发展提供了广阔的前景。
早在70年代,小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了70年代末期交流伺服系统开始发展,逐步实用化,AC伺服电动机的应用越来越广,并且还有取代DC伺服系统的趋势成为电气伺服系统的主流。
在AC伺服系统中,可分为同步和异步型AC伺服系统两种。
AC伺服系统—→异步型—-→两相异步机;
→三相异步机(力距电机)。