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(干货)伺服电机与变频电机的联系与区别,一文详解

点击数:597 更新时间:2018-11-8 16:18:42 Tag:
    不管是美国的“工业互联网”,德国的“工业4.0”,还是中国的“中国制造2025”,在电机的选择上大多是伺服电机与变频电机。但是要详细的区分伺服电机与变频电机,似乎并不是一件容易的事! 第一个概念是交流电机里的变频与伺服。

    首先说一下变频,因为伺服电机是在变频电机的基础上发展起来的,变频电机就是将用户所输入的频率,电压,电流(这个要么在面板上控制,电压电流的话在节点上控制,说明书上很详细),然后利用参数通过电力电子器件把工频电压转换为所需要的电压,直接反映在电机转速上。

    然后是伺服电机,它与变频电机最主要的区别是自身带有编码器,然后将其传输到伺服电机驱动器里面,再利用控制理论,比如增益,调节时间,简单的说伺服电机所构成的是一闭环控制系统,还有启动快,停止快,带负载能力也较变频电机好,有了这些特性,也就造就了速度,转矩,位置三中控制方式,对于要求较高的场合,应用较多。

    亚洲伊人色综网就像是节奏大师手里的那把琴,琴声可千变万化!类似的,变频是将工频的50Hz,60Hz的交流电先整流成直流电,然后通过可控开关器件(IGBT,IGCT等),载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形。简单的亚洲伊人色综网只能调节交流电机的速度。但现在很多变频电机已经将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩两个电流的分量。这样既可以控制电机的速度也可以控制电机的力矩。


    伺服控制可比作是捕食时的苍鹰。苍鹰捕食动作之快,目标定位之准!同样的伺服控制就是精准定位和快速响应。伺服是将电流环、速度环、位置环都闭合才能进行的控制。交流伺服的本质就是在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节。



    从功能看,伺服的功能主要是:

1、速度控制
2、转矩控制
3、位置控制(含定位和跟踪)。
从控制看,伺服一般是三环系统:外环位置环,内环依次为速度还和电流环

知道伺服电机的内部构造就可揭开伺服电机的面纱。

    伺服电机主要由定子和转子构成,定子上有两个绕组,励磁绕组和控制绕组。其内部的转子是永磁铁或者是感应线圈,导磁材料,转子在由励磁绕组产生的旋转磁场的作用下转动。同时伺服电机自带编码器,驱动器实时的接受到编码器的反馈信号,再根据反馈值与目标值进行比较来调整转子转动的角度。由此不难看出,伺服电机的控制精确度很大程度决定于编码器的精度。


    既然有了伺服电机那为何还要变频电机的存在?


    目前比较通用的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服电机,但这种电机受工艺的限制,功率很难做大,十几千瓦以上的同步伺服价格昂贵。于是人们更愿意去选择控制性能略孙一筹的交流异步伺服电机。这时的驱动器就是由高端亚洲伊人色综网和带编码器反馈环进行控制的。

变频电机在速度控制和力矩控制要求不高的场合应用较多,也有在加有位置反馈信号后构成位置闭环控制的变频电机,但其精度和响应都不高;伺服电机一般应用在有严格控制要求,精度和响应要求高的场合。



    总的来说,能用变频控制的运动场合几乎都能用伺服控制取代。但伺服电机与变频电机在实际应用中,有两大明显区别。一是伺服电机的价格要远高于变频电机;二是亚洲伊人色综网的功率最大能做到几百Kw,甚至更高,但伺服一般也就到几十Kw。


    其实现实应用中大多数设备对电机的控制性能要求不高,对比伺服:其调速范围一般是:1:100(无编码器)/1:1000(带编码器),最大转矩:1.5倍额定即可。电机和驱动器的技术难度、方案及配置、价格都大幅度降低。而且功率范围宽,从几百瓦到上千KW不等。由于应用在各行各业,所以亚洲伊人色综网的功能特别丰富,为了满足特定行业的需求,许多厂家都在开发行业专用型亚洲伊人色综网,比较典型的有:电梯专用亚洲伊人色综网、供水专用亚洲伊人色综网等。价格低,覆盖范围宽是亚洲伊人色综网的主要特点。电机可以是异步电机,也可以是同步电机。一般亚洲伊人色综网只包括速度控制和电流控制两个环节。

    可见,伺服驱动系统和变频控制系统是一对好搭档,可以以最优性价比组成一个系统或设备。

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