交流异步电动机的伺服运行 

    交流异步电动机以其稳定可靠的运行性能，十分理想的运行经济性能，以及极其有限
的运行维护要求获得了绝对广泛的应用，几乎所有通用机械的源动力均来源于交流异步
电动机，且其机械源动力的主导地位经久不衰。这是众所周知的事情。然而，交流异步电
动机的运行原理使其调速方式完全不同于直流电动机。自从异步电动机诞生以来，其调速
运行的特殊要求始终困扰着人们。人们钟情于异步电动机可靠的机电特性，也无奈于异步
电动机的调速难度。为了使异步电动机适用于各种调速场合，人们采取过多种诸如转子串
电阻调速，调压调速等低效高耗的调速方式。现代变频调速器的出现终于使人们在异步电
动机的应用上有了高效灵活的调速手段。然而，随着应用领域的不断扩展，应用要求的不
断提高，简单的调速性能已不能满足全部应用需求。在很多领域，人们需要多轴的高精度
同步运行，单轴或者多轴的高精度定位控制，即机械系统的伺服运行。由于经典伺服系统
的复杂性和昂贵的投入，使人们再次将目光集中到异步电动机上。但是，即使象现代变频
调速器这样精密灵活的调速设备，也很难用简单的方法来驾驭建立在滑差运行原理上的
交流异步电动机，使其担任伺服运行任务。为了利用变频调速器的灵活性来完成伺服任务，

“

人们尝试过许多努力。典型的方案有 AC

 – 

 – 

电机 变频器 PLC – 光电编码器+ 机械锁定机

”

“

构 或者 AC

 – 

 – 

 – 

电机 变频器 单片机 光电编码器+

”

机械锁定机构 等等。这些方案虽然在

逻辑上采取了类似伺服系统的电机轴速和轴位置的检测作为反馈信号以期获得速度或轴
位置的精确调整。但是，由于上述各方案的组成部件之间并非有机的结合，系统存在计算
速度，运行精度均显粗糙的问题，只能在稳态运行时满足较低的技术要求，动态过程几

 

乎无法确定，完全不能与典型的伺服系统相比拟。

    VLT5000

 

系列变频调速器专用的同步及定位控制卡 (SyncPos)完全实现了异步电动机的

伺服运行功能，并在电机容量上弥补了伺服系统大容量的空缺（0.55kW – 90kW），为人
们提供了一种性价比极高的动力设备。本文将讨论 SyncPos 的系统组成，运用条件及主要

 

技术指标。

    1. 

 

经典伺服系统回顾

    人们对经典伺服系统已经很熟悉。在经典的伺服系统中，伺服电机，伺服驱动器，控制
器件（PLC，PC 等）是必须的组成部分。位置或速度的检测则视需要而定。由于伺服运行
的特殊要求，如高速，高动态特性等，伺服系统的电机通常使用专用的伺服电机。电机可
以是交流电机，也可以是直流电机。不同厂家的伺服电机通常需要特定的驱动器，产品互
换性能较差。因此，传统伺服系统的成本一直居高不下，往往是用户选择动力方案时的重

 

点考虑因素之一。

    伺服系统的经典应用场合是，单轴定位控制；多轴位置同步或速度同步运行。在多轴同
步运行时，视应用场合的技术要求，系统可以采用主从方式（或称随动方式）；也可以

 

采用所谓虚拟主轴方式（高精度同步方式）。

    2. VLT5000 系列变频调速器的专用伺服控制卡 SyncPos 

    VLT5000 系列变频调速器是通用系列产品。该系列产品具有强硬的电机动静态性能和卓
越的低频性能，以及优良的自稳定性，是十分理想的动力传递设备。VLT5000 系列的伺服