变频伺服系统的介绍

由于技术日趋成熟，以及总体成本和技术门槛不断降低，变频伺服系统已经在大量应用中取代了包括气动和液压在内的其他类型的伺服系统，逐渐成为工业运控领域的主力。作为一种以可变频交流电为动力的伺服技术，以我们目前掌握的电力驱动技术来说，这种可变频率的交流电基本上必须通过直流电逆变生成的，因此，变频伺服系统所使用的动力通常是来自稳定的直流电源，可以是电池组，也可以是能够将交流电转换为直流电的整流装置。有了稳定的直流电源，要产生可变频率的交流电输出，就需要使用变频驱动器(俗称“伺服驱动器”)作为中间的动力转换装置。在伺服系统中使用的变频伺服驱动器与一般的工业变频器在工作原理上并没有太大的差别，不过由于其所面对的设备应用在运行精度和动态性能方面有着更为严苛的要求，因此往往会表现出更加激进的控制特性(如：较高的频响带宽)，与此同时，集成运控反馈端口也就成为了伺服驱动器的标配。在变频伺服系统中，将可变频交流电转换为机械动力的传动执行部件通常是各类电机，这个也是和一般的变频传动技术类似的。但为了能够在更宽的速度范围内(尤其是低速)获得优质的动态响应特性，变频伺服通常会使用集成运动反馈的永磁同步电机。此外，为了能够简化设备系统的传动环节、提升综合传动效率和控制性能，除了有普通旋转电机以外，变频伺服的传动执行部件还经常会有一些不同类型的动力输出形式，如：旋转直接驱动电机、直线电机、直线电动缸等等。在将旋转伺服电机的输出动力传递到最终运动负载的过程中，运控系统往往还需要使用到各种伺服级别的机械传动组件，如：联轴器、减速机、同步带、丝杠等。同样，变频伺服也需要使用反馈装置，也就是编码器，这是所有伺服运控系统都必备的。如果是旋转伺服电机，一般在轴末端安装反馈编码器;若是直线电机，则是直线编码器和光栅尺;有时，伺服系统还可能会在某个负载工位上使用不止一个编码器反馈，以减少因中间传动环节引起的测量误差，从而进一步提升系统反馈精度。当然，在使用伺服传动技术时，除了上面提到的这些高性能驱动和反馈装置，往往还需要有包括：控制器、输入输出 I/O 模组、传感器、软件、网络、安全、连接器、线缆等在内的各类产品和技术组件，这几乎已经是一套完整的设备控制系统了。另外，随着工业设备智能化程度越来越高，其机电系统也正在变得越来越多样化，复杂化，各种部件之间各种功能和结构上的集成化与兼容性也成为了自然发展趋势，于是我们在市面上看到不断的有各种各样的机电一体化产品出现，比如：驱动一体式电机，减速机一体式电机等。掌握伺服系统的运控技术，将会在很大程度上促进工厂自动化方面技术能力的提升。

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