一、伺服技術
伺服系統(tǒng)是機電產(chǎn)品中的重要環(huán)節(jié)，其控制性能反映了機電設備的控制質(zhì)量。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣，電氣伺服又經(jīng)歷了由模擬到模擬·數(shù)字混合再到全數(shù)字化伺服的演進過程。伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動的電機對象，又分為直流（DC）伺服系統(tǒng)和交流（AC）伺服系統(tǒng)。到90年代初期，隨著微處理技術、高性能功率半導體功率器件等產(chǎn)品制造工藝的發(fā)展及性價比的日益提高，交流伺服技術逐漸成為主導產(chǎn)品。
交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動電動機的類型來分，主要由兩大類：永磁同步（SM型）電動機交流伺服系統(tǒng)和感應式異步（IM型）電動機交流伺服系統(tǒng)。感應式異步電動機交流伺服系統(tǒng)由于感應式異步電動機結構堅固、制造容易、價格低廉，具有良好的發(fā)展前景，是未來伺服技術的發(fā)展方向之一。
隨著市場競爭的日趨激烈，用戶對所需產(chǎn)品提出了更高的技術和更合理的性能價格比的要求。伺服系統(tǒng)以其出色的性能完成了對產(chǎn)品的加工過程、加工工藝和綜合性能的改造，目前在工業(yè)領域中得到了廣泛應用。
二、技術進步造就效率和節(jié)省
自2003年，時光科技有限公司推出了全數(shù)字系列交流異步伺服控制器產(chǎn)品，并成功應用到機床、油田機械、電梯、塑料機械行業(yè)，為客戶贏取了顯著經(jīng)濟效益。
在產(chǎn)品的推廣過程中，我們深切體會到，企業(yè)效益升級的本源來自于其自身產(chǎn)品技術含量的提升。時光公司產(chǎn)品具有交流化、數(shù)字化、集成化和智能化的技術內(nèi)涵，為用戶產(chǎn)品提高了技術含量，并充分帶動了客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、系統(tǒng)傳動效率和原材料使用效率，帶來了對產(chǎn)品安裝、調(diào)試、維護的節(jié)省，以及最終用戶能耗成本支出的節(jié)省。
三、塑料機械行業(yè)應用案例
螺旋擠出機械對電機系統(tǒng)的要求是低轉(zhuǎn)速、大扭矩輸出。然而，目前螺旋擠出機械普遍采用的電機系統(tǒng)是由電機、變頻器及減速機構組成，存在效率低、調(diào)速范圍小、耗電大等缺點。時光科技有限公司采用交流異步電機的伺服控制技術，對塑料吹膜機的螺旋擠出電機系統(tǒng)進行了改造，彌補了變頻器低速性能的不足，為此類機械的產(chǎn)品升級換代提供了一種創(chuàng)新的思路和解決方案。
（一）螺桿擠出電機系統(tǒng)的結構
時光伺服電機系統(tǒng)采用低速、大扭矩電機和時光伺服控制器取代原有的電機和變頻器，取消了原有傳動機構中的減速機，使系統(tǒng)機械結構得到簡化。
1.改造前的結構（變頻器）
2.改造后的結構（時光伺服控制器）
3.應用實例
（二）技術創(chuàng)新點
1．塑料螺旋擠出機械的主軸轉(zhuǎn)速較低，一般在0~160rpm左右。使用普通
電機，需要1:10以上的減速機構。時光公司特別研發(fā)的低速大扭矩電機采用增加電機極數(shù)、降低電機基頻的方法，使電機的額定轉(zhuǎn)速降到200rpm以下，而電機的輸出轉(zhuǎn)矩大幅度提高，因而可以減小或取消減速機。為防止故障堵轉(zhuǎn)損壞電機，保留了一級皮帶或鏈條傳動。
2．變頻器調(diào)速在電機的基頻點是效率和輸出轉(zhuǎn)矩的最高點，根據(jù)其特征曲
線，在基頻以下輸出轉(zhuǎn)矩和效率都在下降，因此為在低速時保證足夠的輸出轉(zhuǎn)矩，必須加大電機功率。而時光伺服控制器在電機基頻以下保持恒轉(zhuǎn)矩輸出，具有三倍額定以上轉(zhuǎn)矩的過載能力。因而時光的伺服控制系統(tǒng)可以以較低的額定轉(zhuǎn)速到零轉(zhuǎn)速之間都保證輸出轉(zhuǎn)矩不小于額定轉(zhuǎn)矩。根據(jù)變頻器控制低速時電機的轉(zhuǎn)矩下降曲線，伺服控制器可以將電機功率減小到變頻控制的1/2~2/5。
3．如果使用變頻器驅(qū)動低速大扭矩電機，由于其調(diào)速范圍小，低速轉(zhuǎn)矩不
足，在低頻時工作狀態(tài)不良。在低于8Hz的情況下，力矩明顯不足。時光伺服控制器具有0~400Hz的調(diào)速范圍，且低頻力矩特性良好，可在低速時平穩(wěn)精確的控制電機。對于吹膜機等對薄膜厚度有嚴格要求的設備，可以精確控制電機，與變頻器相比具有很大的技術優(yōu)勢。
（三）經(jīng)濟及社會效益分析
1.通過廣泛比較，時光伺服控制系統(tǒng)的成本與所取代的系統(tǒng)成本基本持平或略高。
2.由于取消了減速機，節(jié)約了鋼鐵材料、減少了鑄造和機加工工序、減化了安裝調(diào)試過程、降低了機械的維護成本。
3.節(jié)約能源，節(jié)電率達30-40%，節(jié)電的費用對于產(chǎn)品的最終用戶有較大的吸引力。按上述改造案例進行成本分析，電機功率減小7.5kw，按耗電量減5kw計算，每小時5度（kwh）電，一天節(jié)電120度（此類機械需要預加熱過程，故連續(xù)生產(chǎn)最為經(jīng)濟）。按工業(yè)用電0.75元/度計算，一天節(jié)電費用90元；一個月按25天計算，每月節(jié)電費用2250元。一個月的節(jié)電費用已完全可以收回因采用伺服控制的電機系統(tǒng)所增加的成本，以后的節(jié)電費用便可以大大降低用戶的生產(chǎn)成本。
（四）結論
1.電機功率減小，節(jié)約電能效果明顯，用戶的使用成本降低。
2.機械結構簡化，節(jié)省了金屬材料；操作簡化，降低了維修成本。
3.控制范圍增大，控制精度提高，控制電機效率提高。
4.提升用戶的產(chǎn)品質(zhì)量，提高塑料擠出機械的產(chǎn)品檔次。
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