工业控制
谈谈变频器
简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环,要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。
现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术,具体请查阅有关资料。
这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。
谈谈伺服
驱动器方面:伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的变频强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。
通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。
电机方面:伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。
就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机!
变频电机和伺服电机都是电动机的一种,但是它们在结构、控制方式、应用场景等方面存在一些区别。
结构不同:变频电机通常采用异步电机或同步电机,是一种电磁感应式电动机,其转速随输入频率的变化而变化;而伺服电机通常采用永磁同步电机或直流电机,是一种由伺服控制器控制的电动机,其转速和位置可以被高精度地控制和调节。
控制方式不同:变频电机的控制通常采用变频器,通过调节变频器的输出频率和电压,实现对电机的调速和控制;而伺服电机的控制通常采用伺服控制器,通过采集和反馈电机的位置、速度、转矩等信号,实现对电机的高精度位置和速度控制。
应用场景不同:变频电机通常适用于需要调速和控制的场景,如风机、泵、压缩机等;而伺服电机适用于需要高精度控制位置和速度的场景,如机床、印刷机、自动化生产线等。
动态响应不同:伺服电机具有更高的响应速度和控制精度,能够实现更高精度的位置和速度控制,动态性能更加优越;而变频电机动态响应相对较慢,控制精度较低。
需要注意的是,变频电机和伺服电机在实际应用中存在交叉和重叠的情况,因此,在选择电机类型和应用时需要根据具体的需求和工况进行综合考虑。
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