運動控制

伺服系統(tǒng)市場環(huán)境及發(fā)展趨勢淺析

ainet.cn   2013年04月26日

摘要:如今,隨著技術的不斷成熟,交流伺服電機技術憑借其優(yōu)異的性價比,逐漸取代直流電機成為伺服系統(tǒng)的主導執(zhí)行電機。交流伺服系統(tǒng)技術的成熟也使得市場呈現(xiàn)出快速的多元化發(fā)展,并成為工業(yè)自動化的支撐性技術之一。

 

  如今工業(yè)自動化的持續(xù)推進,伺服系統(tǒng)市場的發(fā)展在諸多利好因素下呈現(xiàn)較為良好的發(fā)展前景,伴隨新技術的不斷涌現(xiàn),伺服系統(tǒng)的技術發(fā)含量也隨之提高。

  如今,隨著技術的不斷成熟,交流伺服電機技術憑借其優(yōu)異的性價比,逐漸取代直流電機成為伺服系統(tǒng)的主導執(zhí)行電機。交流伺服系統(tǒng)技術的成熟也使得市場呈現(xiàn)出快速的多元化發(fā)展,并成為工業(yè)自動化的支撐性技術之一。

  中國自動化市場的快速發(fā)展,運動控制市場作為自動化市場的重要組成部分,在產品和技術上不斷完善和成熟,從2005年以來進入高速發(fā)展時期,每年增長率超過25%。在2009年由于整體經濟環(huán)境不景氣出現(xiàn)了負增長,但2010年迅速回彈,增長速度超過60%,為歷年之最;在2011年相對去年來說增速有所回落,但也有22%的增長。伺服系統(tǒng)市場2011年市場容量60多億元,比上年增長22.0%,相對于去年63.6%的增長率來說2011年伺服市場增長恢復穩(wěn)定,這得益于國家相關的經濟政策。

  就長期而言,經濟環(huán)境的改善、工藝提升的需求、節(jié)能的需求等利好因素將長期存在,而價格基本不存在暴跌的可能性,因此其更長期的(未來3-5年)增長率將能夠維持在20%左右。

  現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng),經歷了從模擬到數字化的轉變,數字控制環(huán)已經無處不在,比如換相、電流、速度和位置控制;采用新型功率半導體器  件、高性能DSP加FPGA、以及伺服專用模塊也不足為奇。國際廠商伺服產品每5年就會換代,新的功率器件或模塊每2~2.5年就會更新一次,新的軟件算法則日新月異,總之產品生命周期越來越短。

  業(yè)內人士指出,隨著生產力不斷發(fā)展,要求伺服系統(tǒng)向高精度、高速度、大功率方向發(fā)展,具體如下:

1、充分利用迅速發(fā)展的電子和計算機技術,采用數字式伺服系統(tǒng),利用微機實現(xiàn)調節(jié)控制,增強軟件控制功能,排除模擬電路的非線性誤差和調整誤差以及溫度漂移等因素的影響,這可大大提高伺服系統(tǒng)的性能,并為實現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應控制創(chuàng)造條件;

2、開發(fā)高精度、快速檢測元件;

3、開發(fā)高性能的伺服電機(執(zhí)行元件)。交流伺服電機的變速比已達1:10000,使用日益增多。無刷電機因無電刷和換向片零部件,加速性能要比直流伺服電機高兩倍,維護也較方便,常用于高速數控機床。

  自動控制系統(tǒng)不僅在理論上飛速發(fā)展,在其應用器件上也日新月異。模塊化、數字化、高精度、長壽命的器件每隔3~5年就有更新?lián)Q代的產品面市。傳統(tǒng)的交流伺服電機特性軟,并且其輸出特性不是單值的;步進電機一般為開環(huán)控制而無法準確定位,電動機本身還有速度諧振區(qū),pwm調速系統(tǒng)對位置跟蹤性能較差,變頻調速較簡單但精度有時不夠,直流電機伺服系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能被廣泛的應用于位置隨動系統(tǒng)中,但其也有缺點,例如結構復雜,在超低速時死區(qū)矛盾突出,并且換向刷會帶來噪聲和維護保養(yǎng)問題。新型的永磁交流伺服電機發(fā)展迅速,尤其是從方波控制發(fā)展到正弦波控制后,系統(tǒng)性能更好,它調速范圍寬,尤其是低速性能優(yōu)越。

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