我們知道電機(jī)經(jīng)過(guò)這幾百年的發(fā)展出現(xiàn)了許多種電機(jī)，采用的技術(shù)也不一樣。伺服電機(jī)和變頻電機(jī)在日常生活中起著非常重要的作用，實(shí)際中好多人看到許多電器中的電機(jī)卻不知道到底是哪種電機(jī)，對(duì)于詳細(xì)的區(qū)分伺服電機(jī)和變頻電機(jī)似乎有些困難，下面將告訴你兩者的不同之處。
伺服是準(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(必要時(shí)需進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速)。但伺服是將電流環(huán)、速度環(huán)或者位置環(huán)都閉合才能進(jìn)行的控制。另外，伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通電機(jī)結(jié)構(gòu)也是有區(qū)別的，要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位。伺服電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上有兩個(gè)繞組，即勵(lì)磁繞組和控制繞組，兩個(gè)繞組在空間相差90°電角度。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，驅(qū)動(dòng)gS控制的u/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度{線數(shù))。普通電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子整流器、前后端蓋和帶輪等組成。要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位，目前比較通用的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服，但這種電機(jī)受工藝的限制，很難達(dá)到很大的功率，十幾KW以上的同步伺服價(jià)格又及其昂貴，這樣在現(xiàn)實(shí)條件下多采用交流異步伺服，這時(shí)的驅(qū)動(dòng)器就是由高端變頻器和帶編碼器反饋閉環(huán)進(jìn)行控制的。兩者都有一些共同點(diǎn)，交流伺服的本身就是在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過(guò)變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過(guò)可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過(guò)載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形，類似于正余弦的脈動(dòng)。由于頻率可調(diào)，所以交流電機(jī)的速度就可調(diào)了。但交流伺服電機(jī)必須具備一個(gè)性能，就是能克服交流伺服電機(jī)的所謂的“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，即無(wú)控制信號(hào)時(shí)，它不應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是當(dāng)它已經(jīng)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果控制信號(hào)消失，它應(yīng)能夠立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。而普通的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)以后，如果控制信號(hào)消失，往往仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
簡(jiǎn)單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度，可以開環(huán)也可以閉環(huán)，主要由控制方式和變頻器決定的。現(xiàn)在很多的變頻已經(jīng)將交流電機(jī)的定子磁場(chǎng)UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)電流的分量。市場(chǎng)上大多數(shù)能進(jìn)行力矩控制的變頻器都是采用這樣方式控制力矩，UVW每相的輸出要加霍爾效應(yīng)的電流檢測(cè)裝置，采用反饋后構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋的電流環(huán)的PID調(diào)節(jié)，這樣既可以控制電機(jī)的速度也可控制電機(jī)的力矩，而且速度的控制精度優(yōu)于v/f控制，編碼器反饋也可加可不加。
在驅(qū)動(dòng)器方面，伺服驅(qū)動(dòng)器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)都進(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)，在功能上也比傳統(tǒng)的變頻強(qiáng)大很多，最主要的是可以進(jìn)行精確的位置控制。它通過(guò)上位控制器發(fā)送的脈沖序列來(lái)控制速度和位置，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的算法和更快更精確的計(jì)算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。在電機(jī)方面，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)(一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各類變頻電機(jī))，也就是說(shuō)當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時(shí)，伺服電機(jī)能根據(jù)電源變化而產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作變化，響應(yīng)特性和抗過(guò)載能力遠(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)重差異也會(huì)導(dǎo)致兩者的根本不同，所以變頻器在其的內(nèi)部算法設(shè)定時(shí)為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過(guò)載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定，變頻器的輸出能力還是有限的，但有些性能優(yōu)良的變頻器也可以直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。
交流電機(jī)一般分為同步和異步電機(jī)。交流同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永磁材料構(gòu)成，所以轉(zhuǎn)動(dòng)后，隨著電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速度變化，而且轉(zhuǎn)子速度=定子速度，所以稱“同步”。交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線圈和材料構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)后，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)切割定子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，但轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)變化永遠(yuǎn)小于定子的變化，一旦等于就沒有變化的磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈中也就沒有了感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消失，轉(zhuǎn)子失速又與定子產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流，所以在交流異步電機(jī)里最關(guān)鍵的就是轉(zhuǎn)差率。由于變頻器和伺服在性能和功能上的不同，所以應(yīng)用也不大相同：變頻器是在速度控制和力矩控制的場(chǎng)合要求不是很高場(chǎng)合，也有在上位加位置反饋信號(hào)構(gòu)成閉環(huán)用變頻進(jìn)行位置控制的，但其精度和響應(yīng)都不高;伺服只能在有嚴(yán)格位置控制要求、精度和響應(yīng)要求高的場(chǎng)合中使用。一般情況下能用變頻控制的運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合幾乎都能用伺服取代，但同時(shí)要考慮價(jià)格和功率的問題。伺服的價(jià)格遠(yuǎn)高于變頻，變頻器的功率最大的能做到幾百KW，甚至更高，但伺服最大就幾十KW。
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