伺服电机驱动器与步进电机驱动器之间的区别

2020-11-26 14:24

伺服驱动器用于驱动伺服电机,伺服电机可以是步进电机,也可以是交流异步电机,主要用于快速准确定位,用于走走停停、高精度等多种场合。



伺服驱动器和电机


变频器是利用功率半导体器件的通断作用将工频电源转换成另一种频率的电能控制装置,可以实现软启动、变频调速、提高运行精度、改变功率因数等功能。变频器可以驱动变频电机和普通交流电机,主要起到调节电机转速的作用。逆变器通常由整流单元、大容量电容器、逆变器和控制器组成。先说一下深圳伟科达伺服电机中伺服驱动器和变频器的区别和共性。



变频器


两者的工作原理


变频器的调速原理主要由四个因素控制:异步电动机的转速N、异步电动机的频率F、电动机的转差S、电动机的极数P。转速n与频率f成正比,通过改变频率f可以改变电机的转速,当频率f在0-50Hz范围内变化时,电机转速的调节范围很宽。


变频调速是通过改变电机电源的频率来实现调速。主要采用交流-DC-交流模式,通过整流器将工频交流电源转换成DC电源,然后将DC电源转换成频率和电压可控的交流电源,提供给电机。变频器的电路一般由整流器、中间DC环节、逆变器和控制四部分组成。整流器部分为三相桥式不可控整流器,逆变器部分为IGBT三相桥式逆变器,输出为脉宽调制波形。中间的DC环节是滤波、DC储能和缓冲无功。


伺服系统的工作原理很简单,速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器。在交流/DC电机开环控制的基础上。再加上驱动器中的电流闭环,通过这三个闭环调节,电机输出跟随设定值的精度和时间响应特性大大提高。伺服系统是动态伺服系统,达到的稳态平衡也是动态平衡。


一.共同点


交流伺服技术本身借鉴并应用了变频技术,它是在DC电机伺服控制的基础上,通过变频脉宽调制模仿DC电机的控制方式实现的。维科达伺服电机制造商,也就是说交流伺服电机必须有这个变频环节:变频是将50、60HZ的交流电源先整流成DC电源,再经过各种晶体管(IGBT、IGCT等。)通过调整载波频率和PWM转换成频率可调的波形,类似于正弦余弦脉动电。因为频率可调,所以交流电机的转速可以调节(n=60f/p,n转速,f频率,p极对数)。


第二,差异


1.过载能力不一样。伺服驱动器一般有3倍过载能力,可以用来克服启动时刻惯性负载的惯性力矩,而变频器一般允许1.5倍过载。


2.控制精度。伺服系统的控制精度远高于变频系统。通常,伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。有些伺服系统的控制精度甚至达到1: 1000。


3.不同的应用。频率控制和伺服控制是两类控制。前者属于传动控制领域,后者属于运动控制领域。一种是满足一般工业应用的要求,对性能指标要求不高的应用场合追求低成本。二是追求高精度、高性能、高响应。


4.Vicoda伺服电机有不同的加减速性能。在空载情况下,伺服电机可以从静态加工到2000r/min,使用时间不会超过20 ms,电机的加速时间与电机轴的惯性和负载有关。通常惯性越大,加速时间越长。


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伺服和变频的一个重要区别是变频可以不用编码器,而伺服必须有编码器才能电子换向。


1.它们的共同点:交流伺服技术本身借鉴并应用了变频技术,这是在DC电机伺服控制的基础上,通过变频PWM模仿DC电机的控制方式实现的,也就是说交流伺服电机必须有变频环节:变频是先将50、60HZ的交流电源整流成DC电源,然后经过各种晶体管(IGBT、IGCT等。)通过载波频率和PWM调节转换成频率可调的波形,类似于正弦余弦脉动电。因为频率可调,所以交流电机的转速可以调节(n=60f/p,n速,f频,p极对数)


二、谈变频器:一个简单的变频器只能调节交流电机的转速,然后根据控制方式和变频器可以开环也可以闭环,这就是传统的V/F控制方式。许多变频器通过建立数学模型,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为两个可以控制电机转速和转矩的电流分量。大多数能控制扭矩的知名品牌变频器都采用这种方式来控制扭矩。UVW每相输出应加霍尔效应电流检测装置,采样反馈后形成闭环负反馈电流回路的PID调节;ABB的变频提出了不同于这种方式的直接转矩控制技术。详情请参考相关资料。这样电机的转速和转矩都可以控制,速度控制精度优于v/f控制。编码器反馈可以加也可以不加,加了控制精度和响应特性好很多。


三、谈伺服:驱动器:在发展变频技术的前提下,伺服驱动器在驱动器内部的电流回路、速度回路和位置回路(变频器没有这个回路),进行了比一般变频更为精确的控制技术和算法运算,而且在功能上比传统的伺服强大得多,要点是可以进行精确的位置控制。速度和位置由上位控制器发送的脉冲序列控制(当然也有伺服集成控制单元或通过总线通讯直接在驱动器中设置位置、速度等参数),驱动器内部的算法,更快更准的计算和性能更好的电子器件使其优于变频器。电机:伺服电机的材料、结构、加工工艺都远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒转矩、恒功率等各种变频电机)。也就是说,当驱动器输出一个电流、电压、频率快速变化的电源时,伺服电机可以根据电源的变化产生响应性的动作变化,其响应特性和抗过载能力远高于变频器驱动的交流电机。电机的严重差异也是他们性能不同的根源。也就是说,不是逆变器输出不了变化这么快的功率信号,而是电机本身无法反应,所以在设置变频的内部算法时做了相应的过载设置来保护电机。当然,即使逆变器的输出容量有限,也可以直接驱动一些性能优异的逆变器!!!

伺服系统 ALPHA5 Smart Plus.png

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