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      科普知識(shí)
      數(shù)據(jù)分類:
      伺服驅(qū)動(dòng)器

      伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的區(qū)別

      發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:228

      變頻器與伺服放大器在主回路與控制回路上的區(qū)別如下:
        主回路:變頻器與伺服的構(gòu)成基本相同。兩者的區(qū)別在于伺服中增加了稱為動(dòng)態(tài)制動(dòng)器的部件。停止時(shí)該部件能吸收伺服電機(jī)積累的慣性能量,對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
        控制回路:與變頻器相比,伺服的構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu),需要復(fù)雜的反饋、控制模式切換、限制(電流/速度/轉(zhuǎn)矩)等功能。
      伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器在性能及應(yīng)用方面主要區(qū)別如下:
       ● 控制精度不同
        交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。
       ● 矩頻特性不同
        交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象.在0.2r/MIN轉(zhuǎn)速下仍可拖動(dòng)額定負(fù)載平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),調(diào)速比可達(dá)到1:10000,這是變頻器遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的。
       ● 具有過(guò)載能力不同
        伺服驅(qū)動(dòng)器一般具有短時(shí)3倍過(guò)載能力,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。變頻器一般允許1.5倍過(guò)載。
       ● 加減速性能不同
        在空載情況下伺服電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到2000r/min,用時(shí)不會(huì)超20mS。電機(jī)的加速時(shí)間跟電機(jī)軸的慣量以及負(fù)載有關(guān)系,通常慣量和負(fù)載越大加速時(shí)間越長(zhǎng)。
       ● 動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)優(yōu)良
        伺服電機(jī)在位置控制模式下,突加負(fù)載或撤載,幾乎沒有超調(diào)現(xiàn)象,電機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),保證了機(jī)床加工的精度。
       ● 驅(qū)動(dòng)對(duì)象不同
        變頻器是用來(lái)控制交流異步電機(jī),伺服驅(qū)動(dòng)器用來(lái)控制交流永磁同步電機(jī)。伺服系統(tǒng)的性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)器的性能,而且跟伺服電機(jī)的性能有直接的關(guān)系。伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī),電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。
       ● 應(yīng)用場(chǎng)合不同
        變頻控制與伺服控制是兩個(gè)范疇的控制。前者屬于傳動(dòng)控制領(lǐng)域,后者屬于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。一個(gè)是滿足一般工業(yè)應(yīng)用要求,對(duì)性能指標(biāo)要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合,追求低成本、少維護(hù)、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。另一個(gè)就是代表著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展水平的產(chǎn)品,追求高性能、高響應(yīng)、高精度 。
        伺服和變頻器在使用目的、功能方面存在本質(zhì)的差異。選擇哪一個(gè)取決于運(yùn)行模式、負(fù)載條件、價(jià)格等因素。
      基本上伺服的性能比變頻器優(yōu)越。因此,由變頻器變更為伺服時(shí),一般不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行方面的問(wèn)題。但是,必須考慮下列幾點(diǎn):
       ● 機(jī)械側(cè)的剛性
        伺服的最大轉(zhuǎn)矩約為變頻器的2倍。因此,如果機(jī)械結(jié)構(gòu)比較脆弱,加、減速時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)(振蕩現(xiàn)象)。此時(shí),須采取加固機(jī)械結(jié)構(gòu)、減小伺服系統(tǒng)的增益(控制靈敏度)等措施。
       ● 換算到電機(jī)軸的負(fù)載慣性大小(慣性)
        與變頻器相比,伺服對(duì)于負(fù)載慣性的大小很敏感。相對(duì)于電機(jī)本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,如果負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)大,則電機(jī)軸會(huì)被負(fù)載拖著旋轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致控制不穩(wěn)定。因此,根據(jù)機(jī)械負(fù)載選擇合適的伺服容量至關(guān)重要。
       ● 電機(jī)軸的振動(dòng)
        安裝電機(jī)的部位發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí),會(huì)給電機(jī)的轉(zhuǎn)軸帶來(lái)影響。尤其對(duì)內(nèi)置編碼器的伺服電機(jī),有時(shí)必須采取降低振動(dòng)的措施。
       ● 減速機(jī)構(gòu)的打滑
        伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的一個(gè)必須的內(nèi)部環(huán)節(jié),伺服驅(qū)動(dòng)器中同樣存在變頻(需進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速)。但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位 置環(huán)都閉合進(jìn)行控制。除此外,伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的,要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位。
        現(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服,但這種電機(jī)受工藝限制,很難做到很大的功率,十幾KW以上的同步伺服價(jià)格及其昂貴,這樣在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服,這時(shí)控制系統(tǒng)就成了變頻器 帶編碼器反饋的閉環(huán)控制即高端的變頻控制。所謂伺服就是要滿足準(zhǔn)確、精確、快速定位,只要滿足就不存在伺服變頻之爭(zhēng)。            變頻器與伺服放大器在主回路與控制回路上的區(qū)別如下:
        主回路:變頻器與伺服的構(gòu)成基本相同。兩者的區(qū)別在于伺服中增加了稱為動(dòng)態(tài)制動(dòng)器的部件。停止時(shí)該部件能吸收伺服電機(jī)積累的慣性能量,對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
        控制回路:與變頻器相比,伺服的構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu),需要復(fù)雜的反饋、控制模式切換、限制(電流/速度/轉(zhuǎn)矩)等功能。
      伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器在性能及應(yīng)用方面主要區(qū)別如下:
       ● 控制精度不同
        交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。
       ● 矩頻特性不同
        交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象.在0.2r/MIN轉(zhuǎn)速下仍可拖動(dòng)額定負(fù)載平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),調(diào)速比可達(dá)到1:10000,這是變頻器遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的。
       ● 具有過(guò)載能力不同
        伺服驅(qū)動(dòng)器一般具有短時(shí)3倍過(guò)載能力,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。變頻器一般允許1.5倍過(guò)載。
       ● 加減速性能不同
        在空載情況下伺服電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到2000r/min,用時(shí)不會(huì)超20mS。電機(jī)的加速時(shí)間跟電機(jī)軸的慣量以及負(fù)載有關(guān)系,通常慣量和負(fù)載越大加速時(shí)間越長(zhǎng)。
       ● 動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)優(yōu)良
        伺服電機(jī)在位置控制模式下,突加負(fù)載或撤載,幾乎沒有超調(diào)現(xiàn)象,電機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),保證了機(jī)床加工的精度。
       ● 驅(qū)動(dòng)對(duì)象不同
        變頻器是用來(lái)控制交流異步電機(jī),伺服驅(qū)動(dòng)器用來(lái)控制交流永磁同步電機(jī)。伺服系統(tǒng)的性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)器的性能,而且跟伺服電機(jī)的性能有直接的關(guān)系。伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī),電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。
       ● 應(yīng)用場(chǎng)合不同
        變頻控制與伺服控制是兩個(gè)范疇的控制。前者屬于傳動(dòng)控制領(lǐng)域,后者屬于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。一個(gè)是滿足一般工業(yè)應(yīng)用要求,對(duì)性能指標(biāo)要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合,追求低成本、少維護(hù)、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。另一個(gè)就是代表著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展水平的產(chǎn)品,追求高性能、高響應(yīng)、高精度 。
        伺服和變頻器在使用目的、功能方面存在本質(zhì)的差異。選擇哪一個(gè)取決于運(yùn)行模式、負(fù)載條件、價(jià)格等因素。
      基本上伺服的性能比變頻器優(yōu)越。因此,由變頻器變更為伺服時(shí),一般不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行方面的問(wèn)題。但是,必須考慮下列幾點(diǎn):
       ● 機(jī)械側(cè)的剛性
        伺服的最大轉(zhuǎn)矩約為變頻器的2倍。因此,如果機(jī)械結(jié)構(gòu)比較脆弱,加、減速時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)(振蕩現(xiàn)象)。此時(shí),須采取加固機(jī)械結(jié)構(gòu)、減小伺服系統(tǒng)的增益(控制靈敏度)等措施。
       ● 換算到電機(jī)軸的負(fù)載慣性大小(慣性)
        與變頻器相比,伺服對(duì)于負(fù)載慣性的大小很敏感。相對(duì)于電機(jī)本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,如果負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)大,則電機(jī)軸會(huì)被負(fù)載拖著旋轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致控制不穩(wěn)定。因此,根據(jù)機(jī)械負(fù)載選擇合適的伺服容量至關(guān)重要。
       ● 電機(jī)軸的振動(dòng)
        安裝電機(jī)的部位發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí),會(huì)給電機(jī)的轉(zhuǎn)軸帶來(lái)影響。尤其對(duì)內(nèi)置編碼器的伺服電機(jī),有時(shí)必須采取降低振動(dòng)的措施。
       ● 減速機(jī)構(gòu)的打滑
        伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的一個(gè)必須的內(nèi)部環(huán)節(jié),伺服驅(qū)動(dòng)器中同樣存在變頻(需進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速)。但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位 置環(huán)都閉合進(jìn)行控制。除此外,伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的,要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位。
        現(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服,但這種電機(jī)受工藝限制,很難做到很大的功率,十幾KW以上的同步伺服價(jià)格及其昂貴,這樣在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服,這時(shí)控制系統(tǒng)就成了變頻器 帶編碼器反饋的閉環(huán)控制即高端的變頻控制。所謂伺服就是要滿足準(zhǔn)確、精確、快速定位,只要滿足就不存在伺服變頻之爭(zhēng)。            

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