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(shù)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(chǎn)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(diào)速系統(tǒng)對位置跟蹤性能較差,變頻調(diào)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(jié)構(gòu)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。目前,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(diào)速范圍寬,尤其是低速性能優(yōu)越。
對于在雷達上經(jīng)常使用的直流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動電動機功率放大部分,當天線重量輕,轉(zhuǎn)速慢,驅(qū)動功率較小時,一般為幾十瓦,可以直接用直流電源控制電動機。當驅(qū)動功率要求在近千瓦或千瓦以上時,選擇驅(qū)動方案,也即放大直流電動機的電樞電流,就是設計伺服系統(tǒng)的重要部分。大功率直流電源目前采用較多的有:晶體管功放、晶閘管功放和電機放大機等等。對于千瓦級的晶體管功放使用的較少??煽毓杓夹g在上世紀60~70年代初得到快速的發(fā)展和廣泛的應用,但因當時的各方面原因,如可靠性等,不少產(chǎn)品放棄了可控硅控制。目前的集成驅(qū)動模塊一般都為晶體管或晶閘管制造。電機放大機是傳統(tǒng)的直流伺服電機的功放裝置,因其控制簡單,結(jié)實耐用,目前的新型號的雷達產(chǎn)品上仍有采用。
而交流伺服電機都配有專門的驅(qū)動器,它在體積和重量上遠小于同功率的放大電機,它靠內(nèi)部的晶體管或晶閘管組成的開關電路,根據(jù)伺服電機內(nèi)的光電編碼器或霍爾器件判斷轉(zhuǎn)子當時的位置,決定驅(qū)動電機的A、B、C三相應輸出的狀態(tài),因此它的效率和平穩(wěn)性都很好。所以不像控制放大電機需要做專門的功放電路。這種電機一般都為永磁式的,驅(qū)動器產(chǎn)生的A、B、C三相變化的電流控制電機轉(zhuǎn)動,因此稱為交流伺服電機;驅(qū)動器輸入的控制信號可以是脈沖串,也可以是直流電壓信號(一般為±10V),所以也有將其稱為直流無刷電動機。