Page 183 - 电气自动化控制技术研究

第六章 工业自动化伺服驱动器系统的相关研究

式来实现的，这样不仅机构复杂、可靠性低，且调整十分麻烦。如果用交流伺服电机来驱

动横封轮，可以利用交流伺服电机优良的运动性能，通过交流伺服电机的非恒速运动来满
足横向封口的要求，提高工作质量和效率。
3. 供送物料

包装机械供送物料的工作方式有间歇式和连续式两类。在间歇式供送物料方式中，如
在间歇式制袋包装机上，以前，包装膜的供送多采用曲柄连杆机构间歇拉带的方式，不仅
结构复杂，调整也困难。如果用交流伺服电机驱动拉带轮，可以在控制器中事先设定交流

伺服电机每次运行的距离、运行的时间和停顿的时间，利用交流伺服电机的优良加速和定
位性能，达到准确控制供送薄膜的长度的目的。尤其是在具有色标纠偏装置的控制系统中，
通过色标检测开关检测到的偏差信号，经控制器输送到交流伺服电机，交流伺服电机优良

的加速性能和控制精度，可以使偏差得到快速准确的纠正。在连续式供送物料方式中，交
流伺服电机的优良加速性能及其过载能力，可以保证连续匀速的供送物料。

（三）交流伺服电机的基本类型
在控制策略上，基于电机稳态数学模型的电压频率控制方法和开环磁通轨迹控制方法
都难以达到良好的伺服特性，当前普遍应用的是基于永磁电机动态解耦数学模型的矢量控

制方法，这是现代伺服系统的核心控制方法。虽然人们为了进一步提高控制特性和稳定性，
提出了反馈线性化控制、滑模变结构控制、自适应控制等理论，还有不依赖数学模型的模

糊控制和神经元网络控制方法，但是大多在矢量控制的基础上附加应用这些控制方法。还
有，高性能伺服控制必须依赖高精度的转子位置反馈，人们一直希望取消这个环节，发展
了无位置传感器技术 (Sensorless Control)。至今，在商品化的产品中，采用无位置传感器技

术只能达到大约 1：100 的调速比，可以用在一些低档的对位置和速度精度要求不高的伺
服控制场合中，比如单纯追求快速起停和制动的缝纫机伺服控制，这个技术的高性能化还
有很长的路要走。长期以来，在要求调速性能较高的场合，一直占据主导地位的是应用直

流电动机的调速系统。但直流电动机都存在一些固有的缺点，如电刷和换向器易磨损，需
经常维护。换向器换向时会产生火花，使电动机的最高速度受到限制，也使应用环境受到
限制，而且直流电动机结构复杂，制造困难，所用钢铁材料消耗大，制造成本高。而交流

电动机，特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电机小，使得动态响
应更好。在同样体积下，交流电动机输出功率可比直流电动机提高 10% ～ 70%，此外，

交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。现代数控机床都倾向
采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。
1. 异步型

异步型交流伺服电动机指的是交流感应电动机。它有三相和单相之分，也有鼠笼式和
线绕式，通常多用鼠笼式三相感应电动机。其结构简单，与同容量的直流电动机相比，质

量轻 1/2，价格仅为直流电动机的 1/3。缺点是不能经济地实现范围很广的平滑调速，必须
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