伺服系統作為集電力電子器件、控制、驅動和保護于一體的數控機床執行機構,在近年來,開始向通信、數字化、智能化三個方向發展。隨著數字脈寬調制技術、特種電機材料技術、微電子技術和現代控制技術的發展,經歷了從步進到DC再到交流的發展過程。本文簡要論述了伺服電機在數控機床中體現的性能特點。
伺服電機出色的控制性能
低頻特性好:
步進電機在低速時容易產生低頻振動。Ac 伺服電機不會出現這種現象,而且運行非常流暢。交流伺服系統具有諧振抑制功能,可以彌補機械剛性的不足,系統具有頻率分析功能,可以檢測機械諧振點,便于系統調整。
控制精度高:
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。例如松下全數字AC 伺服電機,對于帶17位編碼器的電機,驅動器接收217 = 131,072個脈沖,電機旋轉一次,即其脈沖當量為360/131,072 = 9.89秒。它是步進角為1.8°的步進電機脈沖當量的1/655。
過載能力強:
步進電機沒有過載能力。為了克服啟動瞬間慣性負載的慣性力矩,在選型時需要選擇額定扭矩遠大于負載扭矩的電機,導致扭矩浪費的現象。但AC 伺服電機具有很強的過載能力,例如松下交流伺服系統中伺服電機的最大扭矩是額定扭矩的三倍,可以用來克服啟動時的轉動慣量。
響應速度快:
步進電機從靜止加速到額定轉速需要200 ~ 400毫秒。交流伺服系統的速度響應快。
優異的轉矩-頻率特性:
步進電機的輸出扭矩隨著轉速的增加而減小,轉速較高時轉速會急劇下降,因此其最大轉矩一般為300~服務電源高速rmm,即額定轉矩(一般為2000RPM或3000RPM)。