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变频器和伺服系统的区别【浏览次数】102【供稿】科尔法泵业集团公司http://___.shuigongye.com/company/colfaxcorp\t_blank【中文关键词】变频器http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=%b1%e4%c6%b5%c6%f7\t_blank 伺服系统http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=%cb%c5%b7%fe%cf%b5%cd%b3\t_blank 区别http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=%c7%f8%b1%f0\t_blank http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=\t_blank http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=\t_blank http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=\t_blank http://___.shuigongye.com/search/paper.aspxc=2m=6wd=\t_blank 【摘要】变频最早只是用来调速,无论同步还是异步电机都可以用,并不用来完成精确定位跟踪的工作,伺服本身的功能就是精确快速定位跟踪,变频器一般做不到这个效果【添加日期】2008-4-23【更新日期】2008-4-23【全部正文】 变频技术简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式现在很多的变频已经通过数学模型的建立,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的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多 伺服系统
1、伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的伺服强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器
2、电机方面伺服电机的材料、结构和__工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源__,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机! 伺服电机与变频电机的不同之处 伺服是一个闭环控制系统,而变频器通常工作于开环控制,所以无论从速度还是精度上,变频器都无法和伺服相比 变频只是伺服的一个部分,伺服是在变频的基础上进行闭环的精确控制从而达到更理想的效果 变频器只是一个V-F转换,用于控制电机的一个器件而伺服是一个闭环的系统简单说变频器主要控制电机的转速伺服是既可以控制速度,又可以控制位置和__量,力距,定位,从而达到精确、稳定,不会因变频而产生死机伺服不仅能达到以上的功能,而且产生一个闭环的系统,从而避免变频器产生的辐射变频器在变频过程中还会产生大量热量,造成温度的提高与声音,而伺服系统是不会产生这样的后果所以说伺服系统的达到的效果是变频电机无法比拟的 其实各位都忽略了一个问题,就是伺服电机都是同步电机,其转子转速就是电机的实际转速,不存在速度差,而变频器控制对象是异步电机,其实际转速跟转子转速存在着转差,所以它本身电机在速度就不是很稳定 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位变频仅仅是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位同步伺服的___格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,所以往往只有高端的产品才采用伺服系统 变频最早只是用来调速,无论同步还是异步电机都可以用,并不用来完成精确定位跟踪的工作,伺服本身的功能就是精确快速定位跟踪,变频器一般做不到这个效果浅谈变频器与伺服的区别
一、两者的共同点伺服的基本概念是准确、精确、快速定位变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW以上的同步伺服__及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,只要满足就不存在伺服变频之争交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,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变频就是将工频的
50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,I__T等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p,n转速,f频率,p极对数)
二、谈谈变频器简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式现在很多的变频已经通过数学模型的建立,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的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术,具体请查阅有关资料这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多
三、谈谈伺服驱动器方面伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的变频强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器电机方面伺服电机的材料、结构和__工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源__,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机!!!
四、谈谈交流电机交流电机一般分为同步和异步电机
1、交流同步电机就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称“同步”
2、交流异步电机转子由感应线圈和材料构成转动后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应磁场追随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子的变化,一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈,转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁场消失,转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率
3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服,当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同步伺服常见
五、应用由于变频器和伺服在性能和功能上的不同,所以应用也不大相同
1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器,也有在上位加位置反馈__构成闭环用变频进行位置控制的,精度和响应都不高现有些变频也接受脉冲序列__控制速度的,但好象不能直接控制位置
2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现,还有就是伺服的响应速度远远大于变频,有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制,能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代,关键是两点一是__伺服远远高于变频,二是功率的原因变频最大的能做到几百KW,甚至更高,伺服最大就几十KW就最后一点说下,现在伺服也能做到几百KW了变频技术简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式现在很多的变频已经通过数学模型的建立,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的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多异步电动机的转数=60f/p.f交流电的频率p是磁极对数.60是一分钟的秒数.从式中可以看出.磁极对数已定.异步电动机的转数与电源的频率成正比改变电源的频率就改变了异步电动机的转数.这就是变频调速原理.变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频电机和交流电机没有多大差别只是所用的材料的高频损耗小.普通交流电机也可用变频调速.伺服系统
1、伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的伺服强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器
2、电机方面伺服电机的材料、结构和__工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源__,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机!伺服电动机servomotor用作自动控制装置中执行元件的微特电机又称执行电动机其功能是将电__转换成转轴的角位移或角速度伺服电动机分交、直流两类交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电动机运行的目的交流伺服电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机相同电动机转速n为n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j式中E为电枢反电动势;K为常数;j为每极磁通;Ua,Ia为电枢电压和电枢电流;Ra为电枢电阻改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定参考网页。