時間:2018-04-24 10:59:25來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
進(jìn)入新世紀(jì)以來,各種制造行業(yè)實現(xiàn)了突破性的發(fā)展。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)水平的不點(diǎn)更新,工業(yè)制造行業(yè)與計算機(jī)微電子等方向進(jìn)行了有機(jī)的融合,從而使得現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)了低投高產(chǎn)的巨大經(jīng)濟(jì)效益。電機(jī)作為機(jī)械運(yùn)行的中樞環(huán)節(jié),對機(jī)械性能有著最為直接的影響。永磁同步電機(jī)作為現(xiàn)代機(jī)械中較為高端的服務(wù)電機(jī),結(jié)合以伺服控制技術(shù),實現(xiàn)了對電機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的精細(xì)化控制,極大的促進(jìn)了電機(jī)的使用性能,成為各個國家的現(xiàn)代先進(jìn)制造行業(yè)中的核心技術(shù)。
伺服系統(tǒng)簡介
1.伺服系統(tǒng)基本構(gòu)成和工作原理
伺服系統(tǒng)實際上是一種對機(jī)械工作過程實現(xiàn)精細(xì)化控制的反饋控制系統(tǒng),但多用于對機(jī)械的運(yùn)動矢量進(jìn)行控制,例如位移點(diǎn)、位移速度與加速度變化過程。該技術(shù)采用數(shù)字化交流正弦波控制和最優(yōu)PID算法完成PWM控制過程,按預(yù)定控制要求進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,進(jìn)而對機(jī)械位移過程進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤和實時監(jiān)測。作為反饋控制系統(tǒng)中的一員,其基本組成結(jié)構(gòu)仍然符合反饋控制系統(tǒng)的要求和特點(diǎn)。
伺服控制系統(tǒng)本身不具有多樣性,但其主要應(yīng)用在機(jī)電一體化的控制環(huán)節(jié)中,因而具有了多樣化的特點(diǎn)。
2.當(dāng)下伺服系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程快速,經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)模擬到全數(shù)字化的完美轉(zhuǎn)變,數(shù)字控制環(huán)已經(jīng)在換相、電流和位置控制等伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。高性能的DSP和FPGA以及IR推出的伺服系統(tǒng)專用引擎也在國際市場上頻繁的出現(xiàn),因此,盡管伺服系統(tǒng)作為現(xiàn)代制造工業(yè)的高端系統(tǒng)設(shè)備,在市場上的顯現(xiàn)證明了發(fā)展的良好態(tài)勢。
永磁同步電機(jī)伺服控制特點(diǎn)
電機(jī)驅(qū)動中一般分為轉(zhuǎn)臺伺服驅(qū)動和線性伺服驅(qū)動,中間傳遞誤差可以盡可能的被消除,進(jìn)而實現(xiàn)高精度運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。在永磁電機(jī)伺服系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)中,一般分為10個單元:整流電源是電機(jī)運(yùn)行的動力基礎(chǔ),在其內(nèi)部,有電流傳感器、編碼器、位置調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、空間矢量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在預(yù)設(shè)環(huán)節(jié),程序?qū)﹄娏鲝?qiáng)弱和通路進(jìn)行控制,經(jīng)過編碼器的識別形成機(jī)械語言,傳遞給運(yùn)動矢量調(diào)節(jié)器(位移控制器和速度控制器),此時電流數(shù)據(jù)出現(xiàn)新的變化,電流調(diào)節(jié)器開始發(fā)揮作用,將機(jī)械語言再次轉(zhuǎn)化為外界空間語言對機(jī)械操作進(jìn)行“監(jiān)控”和反饋,從而實現(xiàn)整個機(jī)械通路的工作。
根據(jù)市場監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),國際伺服產(chǎn)品每隔五年左右就會進(jìn)行換代更新,新的軟件算法也在日新月異的發(fā)展,使永磁電機(jī)發(fā)展出現(xiàn)了新的趨勢。
1.一體化和集成化提高
永磁電動機(jī)與伺服系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的縱向一體化發(fā)展成為當(dāng)前小功率伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。這種集合了驅(qū)動和通訊的電動機(jī)也被稱為智能化電機(jī),從而將驅(qū)動和控制緊密的聯(lián)系在了一起,將電機(jī)設(shè)計、制造和運(yùn)行維護(hù)都緊密的融為一體。但永磁同步電機(jī)和伺服系統(tǒng)結(jié)合難度大,其中有許多技術(shù)方面都存在著挑戰(zhàn),因此在實際運(yùn)行中,很難在市場中占據(jù)主流地位。
2.通用化程度提高
現(xiàn)代工程施工和加工操作的環(huán)境多樣,對機(jī)械的需求樣式也在增多,不同的電動機(jī)規(guī)格對制造成本有著很大的影響。伺服系統(tǒng)中可以配置大量的參數(shù)和菜單執(zhí)行功能,使用戶方便對電動機(jī)的矢量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,不同類型的電動機(jī)本身還可以通過伺服系統(tǒng)使自身反饋構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)或全閉環(huán)控制系統(tǒng),擴(kuò)大電動機(jī)的適用范圍。
3.高性能化指標(biāo)提高
現(xiàn)代伺服控制技術(shù)大多具備參數(shù)記憶和故障自診斷功能,對不同型號的永磁電動機(jī)可以進(jìn)行自動識別和調(diào)整,將測點(diǎn)進(jìn)行編碼器歸位,電子齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時的自動跟蹤也會對輸入的電流進(jìn)行適時調(diào)配,每秒百萬脈沖級的采樣精度設(shè)計和數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)計、DSP分析速度的提升以及無齒槽效應(yīng)的配合使用,從而在實現(xiàn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)小型化和輕量化的同時,對電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和工作的指標(biāo)得以提高。
總結(jié):工業(yè)化是現(xiàn)代社會發(fā)展的重要標(biāo)志,也是實現(xiàn)未來國家發(fā)展的直接動力。信息化水平的不斷提高,使現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出智能化趨勢。永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)反饋控制技術(shù)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的一項重要成果,對未來機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常大的潛力。因此,要積極對機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探究,盡快實現(xiàn)我國機(jī)械制造業(yè)的智能化發(fā)展。
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