一、國內(nèi)交流伺服的研究現(xiàn)狀

交流伺服系統(tǒng)包括基于異步電動機的交流伺服系統(tǒng)和基于同步電動機的交流伺服系統(tǒng)。目前機床主要采用的是永磁同步交流伺服系統(tǒng)。在交流伺服研究領(lǐng)域，日本、美國和歐洲的研究一直走在世界前列。日本的安川公司在20世紀(jì)80年代中期研制成功世界上第一臺交流伺服驅(qū)動器。隨后FANUC、三菱、松下等公司先后推出各自的交流伺服系統(tǒng)，國外的這些產(chǎn)品大多是基于異步電動機的。

目前的伺服器驅(qū)動器內(nèi)部大多采用高速DSP處理器，推進(jìn)了各種先進(jìn)的運動控制算法在新型驅(qū)動器上的使用。在硬件結(jié)構(gòu)上各大伺服系統(tǒng)供應(yīng)商大多采用DSP+CPLD（FPGA）結(jié)構(gòu)，由于DSP和CPLD（FPGA）的可重復(fù)編程性，可以實現(xiàn)交流伺服系統(tǒng)的模塊化可重構(gòu)。只要為系統(tǒng)配置相應(yīng)不同的軟件（包括控制算法）就可以控制和驅(qū)動異步電機、永磁同步伺服電機、無刷直流電機，而通過對FPGA的重新配置還可以驅(qū)動直流電機和三相感應(yīng)式高壓步進(jìn)電機。這就為武漢拓晟科技數(shù)控機床的升級以及革新留下了很多的空間。

二、交流伺服系統(tǒng)除了具有穩(wěn)定性好、快速性好、精度高的特點外，與直流伺服電機系統(tǒng)相比有一系列優(yōu)點:

交流電機不存在換向器圓周調(diào)速限制，也不存在電樞元件中電抗電勢數(shù)值限制，其轉(zhuǎn)速限制可以設(shè)計得比相同功率的直流電機高。

調(diào)速范圍寬，目前大多數(shù)的交流伺服電機的變速比可以達(dá)到1:5000，高性能的伺服電機的變速比已達(dá)1:10000以上。滿足數(shù)控機床傳動調(diào)速范圍寬、靜差率小的要求。

矩頻特性好，交流電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。并且具有轉(zhuǎn)矩過載能力，可克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。滿足機床伺服系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩大、動態(tài)相應(yīng)好、定位精度高的要求。

針對直流電動機的缺點，人們一直在努力尋求以交流伺服電動機取代具有機械換向器和電刷的直流伺服電動機的方法，以滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是高精度、高性能伺服驅(qū)動領(lǐng)域的需要。但是由于交流電機具有強耦合，非線性的特性，控制非常復(fù)雜，所以高性能運用一直受到局限。自80年代以來，隨著電子電力等各項技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，在矢量控制算法方面的突破，原來一直困擾著交流電動機的問題得以解決，交流伺服發(fā)展地越來越快。

三、交流伺服的發(fā)展趨勢

隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)向著集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

集成化：使用單一、多功能的控制單元，通過軟件的設(shè)置實現(xiàn)位置控制和速度控制功能?？梢允褂帽旧砼渲玫姆答亞卧獦?gòu)成半閉環(huán)或是通過外部接口構(gòu)成高精度的全閉環(huán)控制系統(tǒng)。

智能化：伺服器控制模式的智能化，如在內(nèi)部預(yù)先編程實現(xiàn)某種運動軌跡，控制本站點周邊的IO口，內(nèi)帶主從跟隨模式調(diào)整，電子凸輪等。

網(wǎng)絡(luò)化：伺服器間實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化分布式控制。伺服器實現(xiàn)模塊化的可重構(gòu)，節(jié)省成本。

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