所有的交流永磁伺服系統(tǒng)包括：電力驅(qū)動、伺服電機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，通過電機轉(zhuǎn)換成扭矩，然后帶動負載，負載根據(jù)它自己的特性進行動作或加速，傳感器測量負載的位置，使驅(qū)動裝置對參數(shù)信息值和實際位置值進行比較，然后通過改變電機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電流直到電機實際速度和要求速度一致。如果負載突然加大，速度將被減小，傳感器捕捉出這種速度改變，驅(qū)動器通過增加電機扭矩去滿足負載的增加，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： 

速度精度幾乎與負載和電機無關(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，在這一點上，通過機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)，用伺服電機通過同步齒型帶驅(qū)動一個恒定速度的、大慣性的負載。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，電機須立即產(chǎn)生扭矩； 

2.一開始，齒型帶會變形伸長，負載不會加速到象電機那樣快； 

3.從而，電機比負載提前達到設(shè)定的速度，裝在電機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，電機扭矩是脈動式的，負載速度也隨之脈動。其結(jié)果是噪音、過熱和磨損，這沒有一樣是由于電機的緣故。然而膚淺的使用者將認為電機是噪音源，事實上，如果用老式的大機座大慣性電機更換電機，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)與機械傳遞或者反應(yīng)時間(過長)不相匹配而引起。即電機反應(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，減少機械系統(tǒng)的反應(yīng)時間--通過增強聯(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，它是用大電機的慣性補償速度的不足。另一方面，由于交流伺服電機的慣性是很小的，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驅(qū)動系統(tǒng)與機械方面精度差，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，交流變頻電機)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)用場合的諸多機械限制。因此，今天機械系統(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，而與電機無關(guān)； 

跟隨速度和對突變負載波動的補償能力，完全取決機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，也不是驅(qū)動器，而是來源于"原始的"機械連接器。事實上，噪音是由于電機"捕捉"正確扭矩而產(chǎn)生，在這種情況下，電機有可能產(chǎn)生與負載無關(guān)的過熱。 

在同一系統(tǒng)中，老式的電機也許會正常工作，這是由于大基座電機的慣性，"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的基礎(chǔ)。 

為達此目的，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)，迫使負載達到理想的運行軌跡。這完全取決于電機、負載扭矩和系統(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，在運動命令的末尾，要到達目標(biāo)位置所需的時間)。典型的，要想使溫定時間達到所有負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。