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专访三菱、台达高层 伺服系统在中国

未知 2019-07-11 10:53

  伺服系统是使物体的位置、方向、状态等输出,能够跟随输入量(或给定值)的任意变化而变化的自动控制系统。在自动控制系统中,能够以一定的准确度响应控制信号的系统称为随动系统,亦称伺服系统。伺服的主要任务是按控制命令的要求,对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制得非常灵活方便。

  本期讨论话题主要围绕伺服系统在中国的发展。

  三菱电机自动化(中国)有限公司

  销售推进二部占部胜俊科长

  技术支援部顾问田中俊成先生

  1.请您简单地描述一下伺服系统的工作原理?

  田中先生:伺服系统一般由控制器、伺服放大器、伺服电机三部分组成。开始工作后,电源通过伺服放大器将电流输送给伺服电机,电机开始运转,此时位于伺服电机尾部的编码器将收集到的电机位置信息反馈给伺服放大器,放大器传送给控制器,控制器在得到这一信息后做出判断并发出指令信息,控制伺服电机的运转和位置。

  2.目前伺服控制领域有直流伺服系统和交流伺服系统两种,您认为这两种各有什么优缺点?

  田中先生:早期,发电站只能输送直流电,直流电使用方便,因此直流伺服电机应运而生,直流伺服系统具有优良的控制性能,所以在20世纪70年代曾获得了广泛的应用,但同时直流伺服电机存在着机械换向器需要较多维护,运行火花使应用环境收到了某些限制,转子容易发热的缺点。由于直流电在输送过程中损耗较大,随着科学技术和工业发展的需要,为了减少输电线路中电能的损失,交流电开始被普遍应用,于是交流电伺服电机开始普及,交流伺服电机拥有结构简单、坚固耐用、体积小、质量轻、没有机械转向等优点,三菱电机生产的伺服系统只有交流伺服系统。

  3.与市场上的伺服系统相比,三菱电机的产品服有什么样优势?

  田中先生:①伺服马达根据控制装置发出的指令在规定的位置停下,但由于惯性,指令发出之后马达无法瞬间停止,存在时间上的一个延后性,而且马达运转的时候机器会振动。针对这种延后性和振动,三菱电机研究出了先进的控制技术,伺服系统在控制装置发出指令后的短时间内迅速停止,迅速启动。

  ②三菱电机伺服系统的控制精度高,编码器精度可以达到四百万分之一圈,在世界上属于领先水平。

  ③目前世界上生产伺服电机的厂家虽多,但是能同时提供控制器、伺服放大器、变频器等系列设备的生产商却并不多,三菱电机就是这样一个能为提供整体解决方案的生产商,在这里客户可以享受到一条龙全方位的服务。

  4.有人说三菱电机的伺服系统性能非常好,但是相比较市场上的其他产品价格略偏高,针对这一现象您有什么看法?

  占部先生:单从技术上来看,目前伺服系统的生产商表现为金字塔结构,塔尖被日本和欧美的厂商占据,中间是韩国和台湾的厂商,底部是中国国内的大多数生产商,目前中国的生产商正在改进技术,向中端市场靠近,今后中端市场将成为主要的竞技场,这也是伺服领域未来的发展方向。为了开拓中端市场,三菱电机在保证高品质的基础上,分别在大连和常熟设立了工场,开始了本地化生产,常熟工场将于今年12月正式投产。这么做的目的是一方面降低了于汇率和关税等费用,在一定程度上降低生产成本,在价格上满足更多用户的需求;另一方面可以及时了解到中国消费者的需求,根据最新的信息作出快速的反应。

  5.面对2012年严峻的中国市场,您是怎么看的?

  占部先生:我认为严峻是短期的,从中长期来看,中国市场有着很好的发展前景。中国人口众多,消费者数量大,市场空间非常大,这也是为什么众多的汽车厂家将主要目标放在中国的原因,所以我认为作为生产商,我们应该把目光放得长远一些。

  6.面对日益严峻的市场竞争,作为伺服制造商将如何应对?

  占部先生:我想主要从三个方面来做:

  ①不断开发研究先进技术,保证产品的技术领先地位。

  ②逐渐将日本先进的技术和经验转移到中国,培育高品质的消费者。

  ③除了伺服系统,三菱电机还有很多工业自动化产品,我们将整合优势产品,为客户提供一系列的整体解决方案。


  中达电通股份有限公司

  伺服数控产品开发处总监李文建

  1、目前伺服控制领域有直流伺服系统和交流伺服系统两种,您认为这两者各有什么优缺点?

  李文建:在电气伺服系统中,按驱动装置的执行元件电动机类型来分,通常分为直流伺服系统和交流伺服系统两大类。从伺服系统的发展过程看,当今电气伺服系统在绝大部分应用领域已经取代了液压、气动伺服系统,而在电气伺服系统的应用领域上,由于应用领域对伺服系统要求的提高、越来越多的交流伺服系统以其高响应性、高转速、体积小、运行平稳等特点取代直流伺服系统和变频调速系统。

  直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷直流伺服电机电机成本高、结构复杂,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,会产生电磁干扰,因此它适用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷直流伺服电机电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定,易实现智能化,电机免维护不存在碳刷损耗的情况,可用于各种环境。

  交流伺服系统按其采用的驱动电机的类型来分,主要有两类:永磁同步电机和感应式异步电机。其中,永磁同步电机交流伺服系统在技术上已趋于完全成熟,优良的低速性能,弱磁高速控制,宽调速范围,满足高新能应用需求。随着永磁材料性能大幅提高和价格降低,应用领域越来越广,是现在交流伺服系统的主流。感应式异步结构坚固、制造容易、价格低廉,故具备较好的发展前景。中低功率段永磁同步电机优势明显,高功率段感应式异步电机优势明显。

  2、今后伺服会朝什么方向发展?国内的伺服制造商应该首先攻克什么领域才能获得一杯羹?

  李文建:未来的伺服系统的发展中数字化交流伺服会占到主流地位,并且会朝智能化、网络化、直接驱动、专业化、集成化、高速、高精、高响应等方向发展。伺服系统的发展不会脱离市场和客户的需求,国内的伺服制造商要想在未来市场中获得立足之地,首先在技术上必须具有某一领域的明显优势,比如总线网络技术或者高速高精技术;其次应该深刻了解对行业设备的需求特点,紧跟行业发展步伐。台达伺服能够在竞争激烈的自动化市场上占有一席之地,得益于紧跟市场的需求,同时依据台达长期潜心深耕工业自动化行业得到的宝贵经验,制造出的伺服系统能够助推各产业设备快速发展。

  当前台达在市场上销售的主力产品属于台达的第二代伺服系统产品。包括ASDA-A2系列,ASDA-B2系列等。其中ASDA-A2系列产品采用高解析度通讯型编码器,具备高响应频宽,电子凸轮,高速总线接口,内部位置控制功能,内建全闭环功能,内建龙门同动功能,内建刀库功能等功能。属于高阶智能型单轴伺服系统。同时,ASDA-A2系列产品供电方式包含采用交流220V和交流400V供电方式的产品。ASD-B2系列产品属于高性价比单轴伺服系统。同样适用高解析度通讯型编码器,属于高性能通用型伺服系统。近期台达伺服发展规划了多轴伺服驱动器(3轴或以上),高速永磁同步主轴电机(额定6000转/分,最高12000转/分),直驱电机(直线式、盘式)等产品。

  未来台达伺服会将单轴和多轴的运动控制功能高度集成于驱动器内部,具更备高速的总线接口,发展直驱型式电机,同时继续潜心了解用户应用行业设备工业特点,利用台达伺服内部的运动控制功能,实现行业客制化整合,做更专业的行业专家级产品。

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