伺服電動機的技術(shù)展望
唐蘇亞 (漣水縣經(jīng)濟委員會)
【摘 要】本文從伺服電動機的技術(shù)變遷，技術(shù)發(fā)展特點以及工業(yè)應(yīng)用等方面，闡述國內(nèi)外伺服電動機的發(fā)展動向及其技術(shù)展望，指出交流伺服電動機是未來伺服電動機的發(fā)展主流。
【敘{司】交流伺服電動機，直流伺服電動機，伺服，系統(tǒng)，應(yīng)用，展望
1 引 言
隨著近代控制技術(shù)的發(fā)展，伺眼電動機及其伺服控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，無論是數(shù)控(nc)機床、工業(yè)機器人以及工廠自動化(fa)、辦公自動化(oa)、家庭自動化(ha)等領(lǐng)域，都離不開伺服電動機及其伺服控制系統(tǒng)。進入80年代，由于微電機技術(shù)、電力電子技術(shù)以及自動控制技術(shù)的發(fā)展。伺服電動機及其伺服控制技術(shù)得到了進一步發(fā)展和完善，正向著機電一體化、輕(量)、小(型)、高(高效、高可靠、高性能)、精(高精度、多功能、智能化)等方向發(fā)展，各種新型直流伺服電動機不斷問世。交流伺服電動機的研制和開發(fā)取得了突破性的進展，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大。本文主要以伺服電動機的技術(shù)變遷、技術(shù)發(fā)展特點以及工業(yè)應(yīng)用體系等方面，闡述國內(nèi)外伺服電動機的發(fā)展動向及其技術(shù)展望。
2伺服電動機的技術(shù)變遷
伺服電動機至今已有30多年的發(fā)展歷史，以日本為例，伺服電動機的技術(shù)變遷經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，目前正處于第三個發(fā)展階段。
第一個發(fā)展階段(1960年以前)在此階段是以液壓伺服為中心的時代；
第二個發(fā)展階段(60～70年代)，這一階段也是直流伺服電動機的誕生和全盛發(fā)展時代，很多高性能定位驅(qū)動裝置采用直流伺服電動機，取代了過去的液壓驅(qū)動裝置。這些直流伺服電動機大多數(shù)是永磁式，諸如印制繞組直流電動機、線繞盤式直流電動機以及空心杯電樞直流電動機等；
第三個發(fā)展階段(1980年至今)，這一階段是以機電一體化時代作為背景的，是伺服技術(shù)普及發(fā)展的時代。在這一階段，出現(xiàn)無刷直流伺服電動機(矩形波驅(qū)動)、交流伺服電動機以及直接驅(qū)動伺服電動機和各種新型直流伺服電動機群，其特點是電機向機電一體化、智能化，輕薄小型化以及低成本、高效率等方向發(fā)展。
圖1為伺服電動機及其伺服技術(shù)的變遷圖。
3 交流伺服電動機的發(fā)展應(yīng)用
交流伺服系統(tǒng)正逐步取代直流伺服系統(tǒng)，盡管國際上高性能的電伺服系統(tǒng)目前仍采用直流伺服系統(tǒng)，但以交流何服取代直流伺服的年增長率估計在15百分之以上。日本1988年交流伺服電動機的產(chǎn)量為45萬臺，到1989年已超過50萬臺，其應(yīng)用領(lǐng)域大致為：nc機床制造業(yè)17萬臺，半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)28萬臺，工業(yè)機器人5萬臺。圖2所示為日本1986～1989年產(chǎn)業(yè)機械中電氣伺服的交流化率變化情況。從圖中可看出，日本在1986年機床的交流化率僅為48百分之，到1989年已上升到86百分之，機器人中的交流化率也由1986年的28百分之，迅速上升到56百分之�？梢姡涣骰式鼛啄暝谌毡舅欧袌鲋邪l(fā)展之迅猛。
日本安川公司是世界上最早研制和開發(fā)交流伺服電動機的廠家之一。1982年，該公司成功地將三相交流伺服電動機應(yīng)用于數(shù)控機床，到目前為止，安川公司已先后開發(fā)了m、f、s、h．d、r、c、g等8個系列的交流伺服電動機，功率從50w～4.5kw，在數(shù)控機床和工業(yè)機器人中得到廣泛的應(yīng)用。1990年，該公司又開發(fā)了扁平形p系列三相交流伺服電動機，扁平度為95％(與r系列300w相比)，功率范圍100～750w，均帶有制動器和油封裝置，現(xiàn)已進入實用階段。此外，日本三菱公司，東芝精機、三洋電氣、立石電機以及德國的西門子公司、寶石公司、美國的ge公司、ab公司、kollmorgen公司和peca(美國******電力電子應(yīng)用中心)等眾多廠家也先后開發(fā)出各種交流伺服電動機，并已在眾多的領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。由此可見，交流伺服電動機將成為90年代伺服技術(shù)的發(fā)展主流。
我國70年代初數(shù)控機床伺服系統(tǒng)采用液壓伺服，電液脈沖馬達(dá)、小容量直流電動機、功率步進電動機等。1975年后開始試制寬調(diào)速直流伺服電動機。80年代初，國內(nèi)只生產(chǎn)二相微型交流伺服電動機。用于數(shù)控機床的交流伺服系統(tǒng)和伺服組件尚屬空白。1980年后，北京、沈陽、上海、天津、蘭州等地分別引進日本fanuc、美國ab，ge公司、柯爾摩根公司，德國西門子公司的數(shù)控技術(shù)和交 |
