一、伺服電動機系統(tǒng)

　　它的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服電機系統(tǒng)專指被控制量(系統(tǒng)的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機械位移(或轉角)準確地跟蹤輸入的位移(或轉角)，其結構組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。伺服電機系統(tǒng)最初用于國防軍工, 如火炮的控制, 船艦、飛機的自動駕駛,導彈發(fā)射等,后來逐漸推廣到國民經濟的許多部門,如自動機床、無線跟蹤控制等。

　　伺服(Servo)是ServoMechanism一詞的簡寫，來源于希臘，其含義是奴隸，顧名思義，就是指系統(tǒng)跟隨外部指令進行人們所期望的運動，而其中的運動要素包括位置、速度和力矩等物理量?；仡櫵欧姍C系統(tǒng)的發(fā)展歷程，從最早的液壓、氣動到如今的電氣化，由伺服電機、反饋裝置與控制器組成的伺服電機系統(tǒng)已經走過了近50個年頭。

　　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電機系統(tǒng)的主導執(zhí)行電機。交流伺服電機系統(tǒng)技術的成熟也使得市場呈現出快速的多元化發(fā)展，并成為工業(yè)自動化的支撐性技術之一。

　　我國制造業(yè)產業(yè)升級的不斷推進，為我國伺服產業(yè)的發(fā)展提供了巨大的市場，近年來，隨著數控機床、包裝機械、電子專用設備等行業(yè)繼續(xù)保持較好發(fā)展以及交流伺服技術的日益成熟，新興行業(yè)如新能源行業(yè)中的風電產業(yè)伺服技術的應用使得我國伺服市場迅速發(fā)展，2010年，我國伺服市場同比增長39.7%，市場規(guī)模達到39.9億元。

　　很多有遠識的國產廠商正加大研發(fā)力度提升其產品的性能，進而擴大其品牌的號召力，國產伺服廠商改變進口壟斷格局將指日可待。由此預測，未來五年，我國伺服電機系統(tǒng)行業(yè)受益于產業(yè)升級的影響，仍將保持20%以上的增長速度，至2015年，我國伺服電機系統(tǒng)行業(yè)市場規(guī)模有望突破100億元，其中，國產伺服產品的市場占有率將達到40%左右。

　　二、伺服電機系統(tǒng)主要用途

　　在自動控制系統(tǒng)中，把輸出量能以一定準確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng)，亦稱伺服電機系統(tǒng)。數控機床的伺服電機系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱為隨動系統(tǒng)。

　　伺服電機系統(tǒng)由伺服驅動裝置和驅動元件(或稱執(zhí)行元件伺服電機)組成，高性能的伺服電機系統(tǒng)還有檢測裝置，反饋實際的輸出狀態(tài)。

　　數控機床伺服電機系統(tǒng)的作用在于接受來自數控裝置的指令信號，驅動機床移動部件跟隨指令脈沖運動，并保證動作的快速和準確，這就要求高質量的速度和位置伺服。以上指的主要是進給伺服控制，另外還有對主運動的伺服控制，不過控制要求不如前者高。數控機床的精度和速度等技術指標往往主要取決于伺服電機系統(tǒng)。

　　三、伺服電機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

　　從前面的討論可以看出，數字化交流伺服電機系統(tǒng)的應用越來越廣，用戶對伺服驅動技術的要求越來越高?？偟膩碚f，伺服電機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢可以概括為以下幾個方面：

　　1. 交流化

　　伺服技術將繼續(xù)迅速地由DC伺服電機系統(tǒng)轉向AC伺服電機系統(tǒng)。從目前國際市場的情況看，幾乎所有的新產品都是AC伺服電機系統(tǒng)。在工業(yè)發(fā)達國家，AC伺服電機的　　市場占有率已經超過80%。在國內生產AC伺服電機的廠家也越來越多，正在逐步地超過生產DC伺服電機的廠家。可以預見，在不遠的將來，除了在某些微型電機領域之外，AC伺服電機將完全取代DC伺服電機。

　　2. 全數字化

　　采用新型高速微處理器和專用數字信號處理機(DSP)的伺服控制單元將全面代替以模擬電子器件為主的伺服控制單元，從而實現完全數字化的伺服電機系統(tǒng)。全數字化的實現，將原有的硬件伺服控制變成了軟件伺服控制，從而使在伺服電機系統(tǒng)中應用現代控制理論的先進算法(如：最優(yōu)控制、人工智能、模糊控制、神經元網絡等)成為可能。

　　3. 采用新型電力電子半導體器件

　　目前，伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來越多地采用開關頻率很高的新型功率半導體器件，主要有大功率晶體管(GTR)、功率場效應管(MOSFET)和絕緣門極晶體管(IGBT)等。這些先進器件的應用顯著地降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統(tǒng)的響應速度，降低了運行噪聲。尤其值得一提的是，最新型的伺服控制系統(tǒng)已經開始使用一種把控制電路功能和大功率電子開關器件集成在一起的新型模塊，稱為智能控制功率模塊(Intelligent Power Modules，簡稱IPM)。這種器件將輸入隔離、能耗制動、過溫、過壓、過流保護及故障診斷等功能全部集成于一個不大的模塊之中。其輸入邏輯電平與TTL信號完全兼容，與微處理器的輸出可以直接接口。它的應用顯著地簡化了伺服單元的設計，并實現了伺服電機系統(tǒng)的小型化和微型化。