所有的交流永磁伺服系統(tǒng)包括：電力驅(qū)動、伺服電機(jī)和至少一個反饋傳感器。所有這些部件都在一個控制閉環(huán)中系統(tǒng)中運(yùn)行：驅(qū)動器從外面接收參數(shù)信息，然后將電流輸送給電機(jī)，通過電機(jī)轉(zhuǎn)換成扭矩，然后帶動負(fù)載，負(fù)載根據(jù)它自己的特性進(jìn)行動作或加速，傳感器測量負(fù)載的位置，使驅(qū)動裝置對參數(shù)信息值和實際位置值進(jìn)行比較，然后通過改變電機(jī)電流使實際位置值和參數(shù)信息值保持一致。
例如：要求一個恒定速度，驅(qū)動裝置將不斷增加電機(jī)電流直到電機(jī)實際速度和要求速度一致。如果負(fù)載突然加大，速度將被減小，傳感器捕捉出這種速度改變，驅(qū)動器通過增加電機(jī)扭矩去滿足負(fù)載的增加，并重新返回到設(shè)定的速度。通過這個例子，可得出如下結(jié)論：
速度精度幾乎與負(fù)載和電機(jī)無關(guān)，而只取決于傳感器信號的質(zhì)量和驅(qū)動器的速度與控制算法；
負(fù)載波動與速度校正之間的時間滯后，完全取決于速度、傳感器的分辨率以及電力驅(qū)動裝置的參數(shù)設(shè)置。
現(xiàn)代交流永磁伺服驅(qū)動系統(tǒng)由于具備非常高的閉環(huán)特性，可在毫秒級或者更小的時間滯后中就能夠?qū)鞲衅餍盘栕鞒龇磻?yīng)。
然而，在這一點(diǎn)上，通過機(jī)械連軸器的傳遞時間通常成了系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)效果的最主要的限制。
例如：假設(shè)有一個系統(tǒng)，用伺服電機(jī)通過同步齒型帶驅(qū)動一個恒定速度的、大慣性的負(fù)載。齒型帶有效、定長且有彈性。試想，要獲得毫秒級的速度校正能力，可得出下列結(jié)論：
1.驅(qū)動器一旦將電流送到電機(jī)，電機(jī)須立即產(chǎn)生扭矩；
2.一開始，齒型帶會變形伸長，負(fù)載不會加速到象電機(jī)那樣快；
3.從而，電機(jī)比負(fù)載提前達(dá)到設(shè)定的速度，裝在電機(jī)上的傳感器則削弱電流，繼而終削弱扭矩；
4. 隨著齒型帶張力的不斷增加使電機(jī)速度變慢，迫使驅(qū)動器又去增加電流，一個新的周期又開始了。
在這個例子中，系統(tǒng)是振蕩的，電機(jī)扭矩是脈動式的，負(fù)載速度也隨之脈動。其結(jié)果是噪音、過熱和磨損，這沒有一樣是由于電機(jī)的緣故。然而膚淺的使用者將認(rèn)為電機(jī)是噪音源，事實上，如果用老式的大機(jī)座大慣性電機(jī)更換電機(jī)，這種問題就有可能消失，這就給人一種錯覺，似乎新的驅(qū)動系統(tǒng)并不是很有效。
這種簡單的理解是錯誤的，事實上，分析以上例子：
這種不穩(wěn)定性，是由于系統(tǒng)反應(yīng)速度(高)與機(jī)械傳遞或者反應(yīng)時間(過長)不相匹配而引起。即電機(jī)反應(yīng)快于系統(tǒng)調(diào)整新的扭矩所須的時間。
可行的解決方案是：
1.要么，減少機(jī)械系統(tǒng)的反應(yīng)時間--通過增強(qiáng)聯(lián)軸器的剛性和降低系統(tǒng)慣性；如直接驅(qū)動或用齒輪箱代替齒型帶。要么，降低控制系統(tǒng)的速度-通過放棄一些控制帶寬；而這需要用新的技術(shù)來實現(xiàn)。
2. 當(dāng)然要犧牲一些品質(zhì)，如降低對突變負(fù)載波動的快速反應(yīng)能力。事實上，老式驅(qū)動裝置都很慢，它是用大電機(jī)的慣性補(bǔ)償速度的不足。另一方面，由于交流伺服電機(jī)的慣性是很小的，因而就需要一個好的控制帶寬以保證良好的旋轉(zhuǎn)精度。
所有這些都可說明，為什么交流伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與機(jī)械方面精度差，如反向間隙、鍵槽等因素?zé)o關(guān)。因為這個原因，最好的電機(jī)都制造成不帶鍵槽的圓形光軸，并采用帶錐度的緊配合連接。其輸出軸和法蘭均需精密加工以便省去柔性連接器。如果必須有柔性連接器，那它必須有抗扭剛性，如金屬波紋管型。
結(jié)論：由于傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)(永磁直流電機(jī)，交流變頻電機(jī))自身的慣性和響應(yīng)時間限制了其使用性能，因而具有更好應(yīng)用性能的高水平新型交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)就克服了傳統(tǒng)應(yīng)用場合的諸多機(jī)械限制。因此，今天機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計驗證或系統(tǒng)升級，比以往任何時候都更為重要。
新應(yīng)用的成功與否與整個系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計密切相關(guān)。
從上面簡單的例子中還可以得出以下準(zhǔn)則：
速度精度只取決于傳感器，而與電機(jī)無關(guān)；
跟隨速度和對突變負(fù)載波動的補(bǔ)償能力，完全取決機(jī)械連接器剛性和品質(zhì)。
在差的或改型后的應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常聽到的噪音，既不是來源于電機(jī)，也不是驅(qū)動器，而是來源于"原始的"機(jī)械連接器。事實上，噪音是由于電機(jī)"捕捉"正確扭矩而產(chǎn)生，在這種情況下，電機(jī)有可能產(chǎn)生與負(fù)載無關(guān)的過熱。
在同一系統(tǒng)中，老式的電機(jī)也許會正常工作，這是由于大基座電機(jī)的慣性，"掩蓋"了其所有的不足。
對應(yīng)用系統(tǒng)動態(tài)要求的分析是選擇電機(jī)的基礎(chǔ)。
為達(dá)此目的，這一廣泛的概念可分解為兩個因素：
大信號帶寬：這是產(chǎn)生足夠扭矩和速度的根本，可在非常短的時間內(nèi)，迫使負(fù)載達(dá)到理想的運(yùn)行軌跡。這完全取決于電機(jī)、負(fù)載扭矩和系統(tǒng)慣性，且須將系統(tǒng)所有部件按無限剛性部件進(jìn)行研究；
小的信號帶寬或控制帶寬，其數(shù)值與穩(wěn)定時間的倒數(shù)相關(guān)。一般須低于系統(tǒng)中的任何機(jī)械共振頻率，其倒數(shù)值為控制環(huán)的穩(wěn)定時間(如在滿足所需精度的前提下，在運(yùn)動命令的末尾，要到達(dá)目標(biāo)位置所需的時間)。典型的，要想使溫定時間達(dá)到所有負(fù)載和連接器上振蕩或共振所需滯后時間的2-3倍，這是不可能的。
舉個例子，假設(shè)有一臺高速沖床的分度軸，其額定速率定為10次/秒，即工件位置每秒變化10次。如果整個連接鏈(軸，減速器，傳動帶，滾珠絲杠等)的共振頻率為50Hz，系統(tǒng)穩(wěn)定時間大約50-60ms,只剩下40ms去移動和沖切。由于需要非常高的扭矩和加速性能，所以這種應(yīng)用幾乎是不可能的。然而，如果增強(qiáng)傳動鏈的剛性(如用長絲杠代替?zhèn)鲃訋У?/FONT>)，那么傳動鏈的共振頻率可增至100Hz，穩(wěn)定時間減少至25-30ms,移動時間翻倍，所需的扭矩減半，應(yīng)用也就沒有問題。
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