關于伺服系統(tǒng)的基礎認知:直流和交流伺服電機優(yōu)點和缺點

伺服電機的分類

它分為直流和交流伺服電機。交流伺服電機分為異步伺服電機和同步伺服電機。目前，交流系統(tǒng)正在逐漸取代直流系統(tǒng)。與直流系統(tǒng)相比，交流伺服電機具有可靠性高、散熱性好、轉(zhuǎn)動慣量小、能在高壓下工作等優(yōu)點。由于無刷和舵機的存在，交流專用服務器系統(tǒng)也成為了無刷伺服系統(tǒng)。其中使用的電機有無刷籠型異步電機和永磁同步電機。

直流伺服電機分為有刷和無刷電機

有刷電機具有成本低、結構簡單、起動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、易于控制、維護精確等優(yōu)點，但維護（更換碳刷）方便，產(chǎn)生電磁干擾，對使用環(huán)境有要求。通常用于常見的工業(yè)和民用成本敏感場合；

無刷電機體積小、重量輕、輸出大、響應快、速度快、慣性小、扭矩穩(wěn)定、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、控制復雜、電子開關方式智能化、開關靈活、方波或正弦波切換、電機免維護、高效節(jié)能、，電磁輻射小，溫升低，使用壽命長，適用于各種環(huán)境。

不同類型伺服電機的特點

1）直流伺服電機的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：轉(zhuǎn)速控制精確，具有硬轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性，控制原理簡單，使用方便，價格低廉。

缺點：電刷切換、速度限制、附加電阻導致磨損顆粒（不適用于無塵和無爆炸性環(huán)境）

2）交流伺服電機的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：良好的速度控制特性，在整個速度范圍內(nèi)平穩(wěn)控制，幾乎沒有振蕩，效率超過90%，加熱少，高速控制，高精度位置控制（取決于編碼器精度），恒定扭矩，低慣性，低噪音，標稱操作區(qū)域內(nèi)無電刷磨損和免維護（適用于無塵和無爆炸性環(huán)境）。

缺點：控制復雜，驅(qū)動器參數(shù)需要設置到位，PID參數(shù)需要確定，需要更多接線。

目前，主伺服驅(qū)動器采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現(xiàn)更復雜的控制算法，實現(xiàn)掃描、聯(lián)網(wǎng)和智能化。功率器件一般采用以智能功率模塊（IPM）為核心設計的驅(qū)動電路。IPM集成了驅(qū)動電路，并具有過壓、過流、過熱、欠壓等故障檢測和保護電路。主電路中還增加了軟啟動電路，以減少啟動過程對驅(qū)動器的影響。首先，功率驅(qū)動單元通過全橋整流三相電路對輸入的三相電源或市電進行整流，得到相應的直流電源。三相永磁交流同步伺服電機經(jīng)三相電源或市電整流后，由PWM電壓源三相正弦逆變器變頻驅(qū)動。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單地描述為AC-DC-AC過程。整流單元拓撲（AC-DC）的主電路是三相全橋的非受控整流電路。