伺服驅(qū)動器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流電機，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術的高端產(chǎn)品。

下面主要就幾個方面進行討論：

1、伺服驅(qū)動與變頻等控制產(chǎn)品相比，其優(yōu)缺點在哪？

2、今后伺服驅(qū)動器會朝什么方向發(fā)展？國內(nèi)伺服驅(qū)動器發(fā)展瓶頸在哪？

 

行業(yè)觀點

 

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。電機起動時，起動電流和電壓很高，這對電機電樞線圈不利，所以用電機啟動器降低電機啟動時的電流和電壓。

伺服就是一個提供閉環(huán)反饋信號來控制位置和轉(zhuǎn)速，伺服電機驅(qū)動器接收電機編碼器的反饋信號，并和指令脈沖進行比較，從而構成了一個位置的半閉環(huán)控制，使被控系統(tǒng)工作在設定狀態(tài)。

可以這樣假設，把伺服驅(qū)動器假設為變頻器，把伺服電機設為普通的異步電機即可，換言之，伺服驅(qū)動器可以根據(jù)我們的需要設定功能參數(shù)并發(fā)送給伺服電機，伺服電機就會按照伺服驅(qū)動器功能參數(shù)的設定值來進行工作，只不過伺服驅(qū)動器與伺服電機這個組合的控制精度要遠大于變頻器與普通電機的組合。

交流伺服的發(fā)展借鑒并應用了變頻的技術，在直流電機的伺服控制的基礎上通過變頻PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。與變頻器一樣，也是將工頻交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，波形類似于正余弦的脈動電。進行了比一般變頻更精確的控制技術和算法運算，主要的一點可以進行精確的位置控制。

近年來，高端變頻技術在不斷發(fā)展，配合機電時間常數(shù)小的電機也能完成伺服的精確定位跟蹤工程，特別是在大功率場合，伺服本身的功能就是精確快速定位跟蹤，變頻器做到這個程度那就是伺服了，目前從企業(yè)的發(fā)展來看，變頻器廠家推出伺服產(chǎn)品，無論是在技術基礎還是在銷售渠道商都占據(jù)一定的優(yōu)勢，已經(jīng)成為越來越多的變頻器廠家的發(fā)展方向。

交流伺服借鑒并應用了變頻的技術，在直流電機的伺服控制的基礎上通過變頻PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。與變頻器一樣，也是將工頻交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，波形類似于正余弦的脈動電。

伺服驅(qū)動器發(fā)展了變頻技術，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進行了比一般變頻更精確的控制技術和算法運算，主要的一點可以進行精確的位置控制。

近年來，高端變頻技術在不斷發(fā)展，配合機電時間常數(shù)小的電機也能完成伺服的精確定位跟蹤工程，特別是在大功率場合，伺服本身的功能就是精確快速定位跟蹤，變頻器做到這個程度那就是伺服了，目前從企業(yè)的發(fā)展來看，變頻器廠家推出伺服產(chǎn)品，無論是在技術基礎還是在銷售渠道商都占據(jù)一定的優(yōu)勢，已經(jīng)成為越來越多的變頻器廠家的發(fā)展方向。

 

企業(yè)觀點

 

上海會通自動化科技發(fā)展有限公司董事長蘇崇德

1、

從應用角度而言，兩者各自優(yōu)勢可以從速度穩(wěn)定性、加載負載穩(wěn)定性、控制對象上進行對比。

伺服驅(qū)動器一般控制同步電機，變頻器一般控制異步電機。變頻器主要功能是調(diào)速，伺服在調(diào)速、定位、精度上更高，功能也更強大。對升降速、高速啟停、轉(zhuǎn)矩控制要求非常高的行業(yè)與領域，伺服比變頻有著明顯的優(yōu)勢。當然，從控制原理上來講，如果變頻器匹配相應的編碼器，也可以達到直流無刷矢量伺服電機的性能要求。

 

2、

伺服驅(qū)動器分為三塊，包括電源、功放以及控制部分。從控制部分來講，伺服驅(qū)動將借助于IT行業(yè)的發(fā)展，將IT行業(yè)相應的通訊功能、參數(shù)調(diào)整、一鍵整定、監(jiān)控等技術嫁接運用。在體積上將會越來越小，在功能上將會越來越強大，在操作上將會越來越方便。從特性上來講，會從單慣量朝多慣量方向發(fā)展。由于用戶對于性能、多種模式的要求，傳統(tǒng)硬件實現(xiàn)這些功能會有一定難度，嵌入式的內(nèi)部操作系統(tǒng)也將會成為一個重要發(fā)展方向。

電源部分與功放部分是傳統(tǒng)的。750W以下的伺服電源盒功率都將縮小，以解決熱平衡問題。國外產(chǎn)品已出現(xiàn)不少700W以下帶有一體化的伺服電源。這種一體化、小型化將會成為一種重要趨勢。

大功率電源現(xiàn)在有幾種。一種是公共電源，這種適合多軸控制的電源類型有其優(yōu)勢。但一旦電源出現(xiàn)問題，多軸控制系統(tǒng)將無法集體運轉(zhuǎn)。這是公共電源應用的致命傷。另一種是獨立電源，可以互換。在運用中，要看實際情況選擇適合的電源。

功放部分，現(xiàn)在有兩種做法，一是把功放板放到控制系統(tǒng)上去，相對來說，此應用性能較高、但對成本要求也較高。另一種是將功放板拿下來，連同控制器都放到驅(qū)動器上，形成一體。真正高精度、采取納米控制的驅(qū)動器會采用PAM調(diào)速控制。消耗很大，但精度很高。

 

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)狀。我的一些看法是：很多慣量不大的一些產(chǎn)品，還會有很大發(fā)展空間，畢竟多慣量只是一小部分。另外，國內(nèi)企業(yè)想要真正發(fā)展，必須重視到工藝水平、人才的重要性。驅(qū)動器控制軟件花時間花人力花成本要做好并不難，難的是最終產(chǎn)品做得好做得便宜又質(zhì)量穩(wěn)定。這些對于國產(chǎn)企業(yè)在工藝上、元器件選型上都有非常大的挑戰(zhàn)，并非一朝一夕就能解決。一般中小企業(yè)也很難去投資，我所知道的一些國內(nèi)在此領域有所影響的企業(yè)，大多都有學校背景，擁有一班高科技人才，并且擁有雄厚的資本積累。

   伺服驅(qū)動的另一個發(fā)展方向是差異化。進入細分行業(yè)，根據(jù)行業(yè)特點進行參數(shù)設定，開發(fā)出行業(yè)相應的伺服驅(qū)動產(chǎn)品將會非常有競爭力。今年特別是幾年下半年，不少企業(yè)被洗牌。能保留的企業(yè)大多在差異化上有獨特之處。

所以國產(chǎn)伺服驅(qū)動企業(yè)要發(fā)展，一方面要真正認識到工藝的難度，另一方面要進行更有力的資本積累與行業(yè)積累，開發(fā)出適合行業(yè)的驅(qū)動產(chǎn)品。國產(chǎn)伺服驅(qū)動未來與國外伺服驅(qū)動企業(yè)競爭，又必須從低端往高端發(fā)展。從這個角度而言，“內(nèi)功”的扎實更重要。