談談伺服驅動器|伺服電機和變頻器的關聯和應用

返回列表 來(lai)源：發布日期： 2019.05.31

談談伺服驅動器|伺服電機和變頻器的關聯和應用

交流伺服電機

談談伺服

驅動器方面： 伺服驅動器在發展了變頻技術的前提下，在驅動器內部的電流環，速度環和位置環（變頻器沒有該環）都進行了比一般變頻更精確的控制技術和算法運算，在功能上也比傳統的變頻強大很多，主要的一點可以進行精確的位置控制。通過上位控制器發送的脈沖序列來控制速度和位置（當然也有些伺服內部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數設定在驅動器里），驅動器內部的算法和更快更精確的計算以及性能更優良的電子器件使之更優越于變頻器。

電機方(fang)面： 伺服電機的材料、結構和加工工藝要遠遠高于變頻器驅動的交流電機（一般交流電機或恒力矩、恒功率等各類變頻電機），也就是說當驅動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時，伺服電機就能根據電源變化產生響應的動作變化，響應特性和抗過載能力遠遠高于變頻器驅動的交流電機，電機方面的嚴重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號，而是電機本身就反應不了，所以在變頻的內部算法設定時為了保護電機做了相應的過載設定。當然即使不設定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優良的變頻器就可以直接驅動伺服電機！！！

談談變頻器

簡單的變頻器只能調節(jie)交流電機(ji)的速(su)度，這(zhe)時可以開環也(ye)可以閉環，要視控制方式和變頻器而(er)定(ding)，這(zhe)就是傳(chuan)統意(yi)義上(shang)的V/F控制方式。

現在很多的(de)(de)變(bian)頻已經通過(guo)數(shu)學(xue)模(mo)型的(de)(de)建立，將交流(liu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)定子磁場(chang)UVW3相(xiang)轉化為可(ke)以控制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉速和轉矩的(de)(de)兩(liang)個電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)分(fen)量，現在大多數(shu)能進行(xing)力矩控制(zhi)(zhi)的(de)(de)著名品牌的(de)(de)變(bian)頻器都是(shi)采用這(zhe)(zhe)樣(yang)方式控制(zhi)(zhi)力矩，UVW每相(xiang)的(de)(de)輸出(chu)要加霍爾效(xiao)應的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)檢測裝置，采樣(yang)反饋后構成閉環(huan)負(fu)反饋的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)環(huan)的(de)(de)PID調節；ABB的(de)(de)變(bian)頻又提出(chu)和這(zhe)(zhe)樣(yang)方式不同的(de)(de)直接轉矩控制(zhi)(zhi)技術(shu)，具(ju)體請查閱有關資料(liao)。

這樣可(ke)以既控(kong)制電機的(de)(de)速(su)度(du)也可(ke)控(kong)制電機的(de)(de)力矩，而且(qie)速(su)度(du)的(de)(de)控(kong)制精(jing)度(du)優(you)于v/f控(kong)制，編碼器(qi)反(fan)饋(kui)也可(ke)加可(ke)不加，加的(de)(de)時候控(kong)制精(jing)度(du)和響(xiang)應特性要好很(hen)多。

談談交流伺(si)服電機

交流伺服電機一般分為同步和異步電機：

1、交(jiao)流同步電機 ：就是(shi)(shi)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)是(shi)(shi)由永磁材料構成，所(suo)以(yi)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)后，隨著電機的(de)定子(zi)(zi)旋轉(zhuan)(zhuan)磁場的(de)變化，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)也做響應頻率的(de)速(su)度(du)變化，而(er)且轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)速(su)度(du)=定子(zi)(zi)速(su)度(du)，所(suo)以(yi)稱“同步(bu)”。

2、交流(liu)異步電(dian)機 ：轉(zhuan)子(zi)(zi)由感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)和材(cai)料(liao)構成。轉(zhuan)動后，定(ding)(ding)子(zi)(zi)產(chan)生(sheng)(sheng)旋轉(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)切(qie)割定(ding)(ding)子(zi)(zi)的(de)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)，轉(zhuan)子(zi)(zi)線(xian)圈(quan)產(chan)生(sheng)(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，進而轉(zhuan)子(zi)(zi)產(chan)生(sheng)(sheng)感(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，感(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)追隨(sui)定(ding)(ding)子(zi)(zi)旋轉(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)變(bian)(bian)化，但轉(zhuan)子(zi)(zi)的(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)變(bian)(bian)化永遠小于(yu)定(ding)(ding)子(zi)(zi)的(de)變(bian)(bian)化，一旦等(deng)于(yu)就(jiu)沒有變(bian)(bian)化的(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)切(qie)割轉(zhuan)子(zi)(zi)的(de)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)，轉(zhuan)子(zi)(zi)線(xian)圈(quan)中也就(jiu)沒有了感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，轉(zhuan)子(zi)(zi)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)消(xiao)失，轉(zhuan)子(zi)(zi)失速又與(yu)定(ding)(ding)子(zi)(zi)產(chan)生(sheng)(sheng)速度差又重新獲(huo)得感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)......所以(yi)在交流(liu)異步電(dian)機里有個關鍵(jian)的(de)參數是轉(zhuan)差率就(jiu)是轉(zhuan)子(zi)(zi)與(yu)定(ding)(ding)子(zi)(zi)的(de)速度差的(de)比(bi)率。

3、對應交(jiao)(jiao)流(liu)同步和(he)異步電(dian)機變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)就有(you)(you)相映(ying)的同步變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)和(he)異步變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)，伺(si)(si)服(fu)電(dian)機也有(you)(you)交(jiao)(jiao)流(liu)同步伺(si)(si)服(fu)和(he)交(jiao)(jiao)流(liu)異步伺(si)(si)服(fu)，當然變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)里(li)交(jiao)(jiao)流(liu)異步變(bian)頻(pin)常見(jian)，伺(si)(si)服(fu)則交(jiao)(jiao)流(liu)同步伺(si)(si)服(fu)常見(jian)。

應用

由(you)于變頻(pin)器和伺服在性能(neng)(neng)和功能(neng)(neng)上的(de)不同(tong)，所以(yi)應用也不大相同(tong)：

1、在速(su)度控制和(he)力(li)矩控制的(de)(de)場合要求不(bu)(bu)(bu)是很(hen)高(gao)的(de)(de)一般用變(bian)頻器，也有在上(shang)位(wei)加位(wei)置(zhi)反饋信(xin)(xin)號構成閉環用變(bian)頻進行位(wei)置(zhi)控制的(de)(de)，精(jing)度和(he)響應都不(bu)(bu)(bu)高(gao)。現有些變(bian)頻也接受脈沖序列(lie)信(xin)(xin)號控制速(su)度的(de)(de)，但(dan)好(hao)象(xiang)不(bu)(bu)(bu)能直(zhi)接控制位(wei)置(zhi)。

2、在(zai)有(you)嚴(yan)格位置(zhi)控(kong)制(zhi)要求的(de)(de)(de)場合(he)中(zhong)只能(neng)(neng)(neng)用(yong)伺(si)服(fu)來實現(xian)，還有(you)就是(shi)(shi)伺(si)服(fu)的(de)(de)(de)響應速度遠遠大于(yu)變頻(pin)，有(you)些對速度的(de)(de)(de)精度和響應要求高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)場合(he)也(ye)用(yong)伺(si)服(fu)控(kong)制(zhi)，能(neng)(neng)(neng)用(yong)變頻(pin)控(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)運動的(de)(de)(de)場合(he)幾(ji)乎都能(neng)(neng)(neng)用(yong)伺(si)服(fu)取(qu)代，關鍵是(shi)(shi)兩點(dian)：一是(shi)(shi)價格伺(si)服(fu)遠遠高(gao)(gao)(gao)于(yu)變頻(pin)，二是(shi)(shi)功率的(de)(de)(de)原因：變頻(pin)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)做到幾(ji)百KW，甚至更高(gao)(gao)(gao)，伺(si)服(fu)最(zui)(zui)大就幾(ji)十KW。

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