交流伺服电机技术的优越性和特点

自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器
件每隔 3～5 年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是伺服电机
单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区， pwm 调速系统对位置
跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位
置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维
护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统
性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
　　交直流伺服电机系统
　　下面从功率驱动、性能、保护电路等方面，叙述其和直流伺服电机系统的不同特点。
　　功率驱动
　　对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动
功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，
选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前
采用较多的有:晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅
技术在上世纪 60～70 年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不
少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流
伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放
大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
　　放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现
直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约 10 千欧，伺服电机一般
为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到
几十毫安时其输出可达 100v 以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕
组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度。断路器，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需
要仔细处理。
　　而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶
体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱
动电机的 a、b、c 三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门
的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的 a、b、c 三相变化的电流控制电机转动，因此称
为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以
也有将其称为直流无刷电动机。