現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng),經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,數(shù)字控制環(huán)已經(jīng)無(wú)處不在,比如換相、電流、速度和位置控制;采用新型功率半導(dǎo)體器件、高性能DSP加FPGA、以及伺服專(zhuān)用模塊也不足為奇。國(guó)際廠商伺服產(chǎn)品每5年就會(huì)換代,新的功率器件或模塊每2~2.5年就會(huì)更新一次,新的軟件算法則日新月異,總之產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短:
高效率化
盡管這方面的工作早就在進(jìn)行,但是仍需要繼續(xù)加強(qiáng)。主要包括電機(jī)本身的高效率比如永磁材料性能的改進(jìn)和更好的磁鐵安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),也包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高效率化,包括逆變器驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)化,加減速運(yùn)動(dòng)的優(yōu)化,再生制動(dòng)和能量反饋以及更好的冷卻方式等。
直接驅(qū)動(dòng)
直接驅(qū)動(dòng)包括采用盤(pán)式電機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)和采用直線(xiàn)電機(jī)的線(xiàn)性伺服驅(qū)動(dòng),由于消除了中間傳遞誤差,從而實(shí)現(xiàn)了高速化和高定位精度。直線(xiàn)電機(jī)容易改變形狀的特點(diǎn)可以使采用線(xiàn)性直線(xiàn)機(jī)構(gòu)的各種裝置實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的編碼器(每轉(zhuǎn)百萬(wàn)脈沖級(jí)),更高采樣精度和數(shù)據(jù)位數(shù)、速度更快的DSP,無(wú)齒槽效應(yīng)的高性能旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線(xiàn)電機(jī),以及應(yīng)用自適應(yīng)、人工智能等各種現(xiàn)代控制策略,不斷將伺服系統(tǒng)的指標(biāo)提高。
一體化和集成化
電動(dòng)機(jī)、反饋、控制、驅(qū)動(dòng)、通訊的縱向一體化成為當(dāng)前小功率伺服系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。有時(shí)我們稱(chēng)這種集成了驅(qū)動(dòng)和通訊的電機(jī)叫智能化電機(jī)(SmartMotor),有時(shí)我們把集成了運(yùn)動(dòng)控制和通訊的驅(qū)動(dòng)器叫智能化伺服驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)、驅(qū)動(dòng)和控制的集成使三者從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)行、維護(hù)都更緊密地融為一體。但是這種方式面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)(如可靠性)和工程師使用習(xí)慣的挑戰(zhàn),因此很難成為主流,在整個(gè)伺服市場(chǎng)中是一個(gè)很小的有特色的部分。