廣州市中科智能裝備有限公司

    伺服驅(qÅ«)動器是用來驅(qÅ«)動伺服電機的，伺服電機可以是步進(jìn)電機，也可以是交流異步電機，主要為了實現(xiàn)快速、精確定位，像那種走走停停、精度要求很高的場合用的很多。

        變頻器就是為了將工頻交流電變頻成適合調(diào)節(jié)電機速度的電流，用以驅(qÅ«)動電機，現(xiàn)在有的變頻器也可以實現(xiàn)伺服控制了，也就是可以驅(qÅ«)動伺服電機，但伺服驅(qÅ«)動器和變頻器還是不一樣的!可伺服和變頻器的區(qÅ«)別究竟是什么？

兩者定義

　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換成另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟啟動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因素等功能。變頻器可驅(qū)動變頻電機、普通交流電機，主要是充當(dāng)調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的角色。變頻器通常由整流單元、高容量電容、逆變器和控制器四部分組成。

        伺服系統(tÇ’ng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tÇ’ng)。主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qÅ«)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。

        伺服系統(tÇ’ng)是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tÇ’ng)。又稱隨動系統(tÇ’ng)。在很多情況下，伺服系統(tÇ’ng)專指被控制量(系統(tÇ’ng)的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tÇ’ng)，其作用是使輸出的機械位移(或轉(zhuÇŽn)角)準(zhÇ”n)確地跟蹤輸入的位移(或轉(zhuÇŽn)角)。伺服系統(tÇ’ng)的結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tÇ’ng)沒有原則上的區(qÅ«)別。

        伺服系統(tÇ’ng)按所用驅(qÅ«)動元件的類型可分為機電伺服系統(tÇ’ng)、液壓伺服系統(tÇ’ng)和氣動伺服系統(tÇ’ng)。最基本的伺服系統(tÇ’ng)包括伺服執(zhí)行元件(電機、液壓缸)、反饋元件和伺服驅(qÅ«)動器。若想讓伺服系統(tÇ’ng)運轉(zhuÇŽn)順利還需要一個上位機構(gòu)，PLC、以及專門的運動控制卡，工控機+PCI卡，以便給伺服驅(qÅ«)動器發(fā)送指令。

兩者工作原理

　　變頻器的調(diào)速原理主要受制于異步電動機的轉(zhuÇŽn)速n、異步電動機的頻率f、電動機轉(zhuÇŽn)差率s、電動機極對數(shù)p這四個因素。轉(zhuÇŽn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉(zhuÇŽn)速，當(dāng)頻率f在0-50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuÇŽn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻調(diào)速就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)çš„。主要采用交—ç›´—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuÇŽn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuÇŽn)換成頻率、電壓均可控制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(huán)節(jié)、逆變和控制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(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

       ä¼ºæœç³»çµ±(tÇ’ng)的工作原理簡單的說就是在開環(huán)控制的交直流電機的基礎(chÇ”)上將速度和位置信號通過旋轉(zhuÇŽn)編碼器、旋轉(zhuÇŽn)變壓器等反饋給驅(qÅ«)動器做閉環(huán)è² (fù)反饋的PID調(diào)節(jié)控制。再加上驅(qÅ«)動器內(nèi)部的電流閉環(huán)，通過這3個閉環(huán)調(diào)節(jié)，使電機的輸出對設(shè)定值追隨的準(zhÇ”n)確性和時間響應(yÄ«ng)特性都提高很多。伺服系統(tÇ’ng)是個動態(tài)的隨動系統(tÇ’ng)，達(dá)到的穩(wÄ›n)æ…‹(tài)平衡也是動態(tài)的平衡。

兩者區(qū)別

　　交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機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，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和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電，由于頻率可調(diào)，所以交流電機的速度就可調(diào)了(n=60f/p，n轉(zhuǎn)速，f頻率，p極對數(shù))。

　　1. 過載能力不同

　　伺服驅(qū)動器一般具有3倍過載能力，可用于克服慣性負(fù)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. 控制精度

　　伺服系統(tǒng)的控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻，通常伺服電機的控制精度是由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。有些伺服系統(tǒng)的控制精度甚至達(dá)到1：1000。

　　3. 應(yīng)用場合不同

　　變頻控制與伺服控制是兩個范疇的控制。前者屬于傳動控制領(lǐng)域，后者屬于運動控制領(lǐng)域。一個是滿足一般工業(yè)應(yīng)用要求，對性能指標(biāo)要求不高的應(yīng)用場合，追求的是低成本。另一個則是追求高精度、高性能、高響應(yīng)。

　　4. 加減速性能不同

　　在空載情況下伺服電機從靜止?fàn)顟B(tài)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(fù)載有關(guān)系。通常慣量越大加速時間越長。

兩者的市場競爭

　　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，主要的競爭集中在：

　　1.技術(shù)含量競爭

　　在相同的領(lǐng)域中，若采購方對機械的技術(shù)要求較高并較為復(fù)雜，則會選擇伺服系統(tǒng)。反之則會選擇變頻器產(chǎn)品。如一些數(shù)控機床、電子專用設(shè)備等高科技機械均會首選伺服產(chǎn)品。

　　2.價格競爭

　　大多數(shù)采購方會顧慮成本，常常把技術(shù)忽略而首選價格較低的變頻器。眾所周知，伺服系統(tǒng)的價格差不多是變頻器產(chǎn)品的幾倍。

　　盡管目前伺服系統(tÇ’ng)的應(yÄ«ng)用還未普及，尤其是國產(chÇŽn)伺服系統(tÇ’ng)，被應(yÄ«ng)用的場合相比進(jìn)口伺服產(chÇŽn)品少之甚少。但隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，人們將逐漸意識到伺服系統(tÇ’ng)的優(yōu)勢所在，伺服系統(tÇ’ng)也將獲得采購商的認(rèn)可。同樣，國產(chÇŽn)伺服技術(shù)也不會止步不前，不管是基于豐厚的利潤回報還是振興國家的歷史使命感，相信會有越來越多的廠商將投入到伺服系統(tÇ’ng)的研發(fā)é ˜(lǐng)域中。屆時將迎來中國“伺服產(chÇŽn)業(yè)”的鼎盛時期。