變頻器和伺服驅動器作為傳動係統中應用最廣泛的驅動設備,兩者穩穩地占據著驅動領域的絕大部分地盤。
談tan起qi兩liang者zhe的de區qu別bie,很hen多duo人ren隻zhi知zhi道dao變bian頻pin器qi常chang用yong於yu低di端duan機ji械xie設she備bei,而er伺si服fu驅qu動dong器qi則ze多duo用yong於yu高gao端duan機ji械xie設she備bei,這zhe是shi一yi種zhong比bi較jiao籠long統tong的de說shuo法fa,今jin天tian我wo們men來lai認ren知zhi一yi下xia兩liang者zhe的de異yi同tong~~~
一、兩者的定義
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換成另一頻率的電能控製裝置,能實現對交流異步電機的軟啟動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因素等功能。變頻器可驅動變頻電機、普通交流電機,主要是充當調節電機轉速的角色。變頻器通常由整流單元、中間電路、逆變器和控製器四部分組成。

伺服係統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控製係統。主要任務是按控製命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理,使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控製的非常靈活方便。
伺服係統是用來精確地跟隨或複現某個過程的反饋控製係統。又稱隨動係統。在很多情況下,伺服係統專指被控製量(係統的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的反饋控製係統,其作用是使輸出的機械位移(或轉角)準確地跟蹤輸入的位移(或轉角)。伺服係統的結構組成和其他形式的反饋控製係統沒有原則上的區別。
伺服係統按所用驅動元件的類型可分為機電伺服係統、液壓伺服係統和氣動伺服係統。最基本的伺服係統包括伺服執行元件(電機、液壓缸)、反饋元件和伺服驅動器。若想讓伺服係統運轉順利還需要一個上位機構,PLC、以及專門的運動控製卡,工控機+PCI卡,以便給伺服驅動器發送指令。
二、兩者的工作原理
變頻器的調速原理主要受製於異步電動機的轉速n、異步電動機的頻率f、電動機轉差率s、電動機極對數p這四個因素。轉速n與頻率f成正比,隻要改變頻率f即可改變電動機的轉速,當頻率f在0-50Hz的範圍內變化時,電動機轉速調節範圍非常寬。
變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的。主要采用交—直—交方式,先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控製的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控製4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環節為濾波、直流儲能和緩衝無功功率。
伺服係統的工作原理簡單的說就是在開環控製的交直流電機的基礎上將速度和位置信號通過旋轉編碼器、旋轉變壓器等反饋給驅動器做閉環負反饋的PID調節控製。再加上驅動器內部的電流閉環,通過這3gebihuantiaojie,shidianjideshuchuduishedingzhizhuisuidezhunquexingheshijianxiangyingtexingdoutigaohenduo。sifuxitongshigedongtaidesuidongxitong,dadaodewentaipinghengyeshidongtaidepingheng。

三、兩者的共同特點
交流伺服的技術本身就是借鑒並應用了變頻的技術,在直流電機的伺服控製的基礎上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控製方式來實現的,也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環節:變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電,然後通過可控製門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率和PWM調節逆變為頻率可調的波形類似於正餘弦的脈動電,由於頻率可調,所以交流電機的速度就可調了(n=60f/p,n轉速,f頻率,p極對數)。
四、兩者的區別
1. 過載能力不同。伺服驅動器一般具有3倍過載能力,可用於克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩,而變頻器一般允許1.5倍過載。
2. 控kong製zhi精jing度du。伺si服fu係xi統tong的de控kong製zhi精jing度du遠yuan遠yuan高gao於yu變bian頻pin,通tong常chang伺si服fu電dian機ji的de控kong製zhi精jing度du是shi由you電dian機ji軸zhou後hou端duan的de旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi保bao證zheng。有you些xie伺si服fu係xi統tong的de控kong製zhi精jing度du甚shen至zhi達da到dao1:1000

3. 應(ying)用(yong)場(chang)合(he)不(bu)同(tong)。變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)與(yu)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)是(shi)兩(liang)個(ge)範(fan)疇(chou)的(de)控(kong)製(zhi)。前(qian)者(zhe)屬(shu)於(yu)傳(chuan)動(dong)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu),後(hou)者(zhe)屬(shu)於(yu)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)。一(yi)個(ge)是(shi)滿(man)足(zu)一(yi)般(ban)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu),對(dui)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he),追(zhui)求(qiu)的(de)是(shi)低(di)成(cheng)本(ben)。另(ling)一(yi)個(ge)則(ze)是(shi)追(zhui)求(qiu)高(gao)精(jing)度(du)、高性能、高響應。
4. 加減速性能不同。在空載情況下伺服電機從靜止狀態加工到2000r/min,用時不會超20ms。電機的加速時間跟電機軸的慣量以及負載有關係。通常慣量越大加速時間越長。
五、兩者的市場競爭
由於變頻器和伺服在性能和功能上的不同,所以應用也不大相同,主要的競爭集中在:
技術含量競爭:在相同的領域中,若采購方對機械的技術要求較高並較為複雜,則會選擇伺服係統。反之則會選擇變頻器產品。如一些數控機床、電子專用設備等高科技機械均會首選伺服產品。
價格競爭:大多數采購方會顧慮成本,常常把技術忽略而首選價格較低的變頻器。眾所周知,伺服係統的價格差不多是變頻器產品的幾倍。
盡jin管guan目mu前qian伺si服fu係xi統tong的de應ying用yong還hai未wei普pu及ji,尤you其qi是shi國guo產chan伺si服fu係xi統tong,被bei應ying用yong的de場chang合he相xiang比bi國guo外wai伺si服fu產chan品pin少shao之zhi甚shen少shao。但dan隨sui著zhe工gong業ye化hua進jin程cheng的de加jia快kuai,人ren們men將jiang逐zhu漸jian意yi識shi到dao伺si服fu係xi統tong的de優you勢shi所suo在zai,相xiang信xin會hui有you越yue來lai越yue多duo的de廠chang商shang將jiang投tou入ru到dao伺si服fu係xi統tong的de研yan發fa領ling域yu中zhong。屆jie時shi將jiang迎ying來lai中zhong國guo“伺服產業”的鼎盛時期。
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