變頻器與伺服電機(jī)的區(qū)別

1、簡單的講，伺服是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，而變頻器通常工作于開環(huán)控制，所以無論從速度還是精度上，變頻器都無法和伺服相比。其實(shí)變頻只是伺服的一個(gè)部分， 伺服是在變頻的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉環(huán)的精確控制從而達(dá)到更理想的效果。變頻器只是一個(gè)V-F 轉(zhuǎn)換，用于控制電機(jī)的一個(gè)器件。而伺服是一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)。簡單說變頻器主要控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 伺服是既可以控制速度， 又可以控制位置和移動量，力距，定位，從而達(dá)到精確、穩(wěn)定，不會因變頻而產(chǎn)生死機(jī)。伺服不僅能達(dá)到以上的功能，而且產(chǎn)生一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)，從而避免變頻器產(chǎn)生的輻射。變頻器在變頻過程中還會產(chǎn)生大量熱量，造成溫度的提高與聲音，而伺服系統(tǒng)是不會產(chǎn)生這樣的后果。所以說伺服系統(tǒng)的達(dá)到

2、的效果是變頻電機(jī)無法比擬的。伺服電機(jī)都是同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就是電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，不存在速度差，而變頻器控制對象是異步電機(jī)， 其實(shí)際轉(zhuǎn)速跟轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速存在著轉(zhuǎn)差，所以它本身電機(jī)在速度就不是很穩(wěn)定。伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。變頻僅僅是伺服控制的一個(gè)必須的內(nèi)部環(huán)節(jié)，伺服驅(qū)動器中同樣存在變頻（要進(jìn)行無級調(diào)速）。但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位置環(huán)都閉合進(jìn)行控制，這是很大的區(qū)別。除此外，伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的，要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位。同步伺服的成本價(jià)格及其昂貴，這樣在現(xiàn)場應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服， 這時(shí)很多驅(qū)動器就是高端變頻器，帶編碼器反饋閉環(huán)控制。所謂伺服就是要滿足準(zhǔn)確、精確

3、、快速定位，所以往往只有高端的產(chǎn)品才采用伺服系統(tǒng)。變頻最早只是用來調(diào)速， 無論同步還是異步電機(jī)都可以用， 并不用來完成精確定位跟蹤的工作，伺服本身的功能就是精確快速定位跟蹤，變頻器一般做不到這個(gè)效果。應(yīng)用方面：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。1 、在速度控制和力矩控制的場合要求不是很高的一般用變頻器，也有在上位加位置反饋信號構(gòu)成閉環(huán)用變頻進(jìn)行位置控制的， 精度和響應(yīng)都不高?，F(xiàn)有些變頻也接受脈沖序列信號控制速度的，但直接控制位置不準(zhǔn)確。2、在有嚴(yán)格位置控制要求的場合中只能用伺服來實(shí)現(xiàn)，還有就是伺服的響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變頻， 有些對速度的精度和響應(yīng)要求高的場合也用伺服控制，

4、 能用變頻控制的運(yùn)動的場合幾乎都能用伺服取代，但關(guān)鍵是在價(jià)格方面伺服遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻。伺服的基本概念是準(zhǔn)確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的一個(gè)必須的內(nèi)部環(huán)節(jié)，伺服驅(qū)動器中同樣存在變頻 （要進(jìn)行無級調(diào)速） 。 但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位置環(huán)都閉合進(jìn)行控制， 這是很大的區(qū)別。 除此外，伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的，要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位?，F(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服，但這種電機(jī)受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾 KW 以上的同步伺服價(jià)格及其昂貴，這樣在現(xiàn)場應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服，這時(shí)很多驅(qū)動器就是高端變頻器，帶編碼器反饋閉環(huán)控制。所謂伺服就是要滿足準(zhǔn)確、精確

5、、快速定位，只要滿足就不存在伺服變頻之爭。 一、兩者的共同點(diǎn)：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(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻的PWM 方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機(jī)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(jī)的速度就可調(diào)了（ n=60f/p , n轉(zhuǎn)速，f頻率，p極對數(shù)）二、談?wù)勛冾l器：簡單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度， 這時(shí)可以開環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方

6、式和變頻器而定， 這就是傳統(tǒng)意義上的 V/F 控制方式?，F(xiàn)在很多的變頻已經(jīng)通過數(shù)學(xué)模型的建立，將交流電機(jī)的定子磁場UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)電流的分量，現(xiàn)在大多數(shù)能進(jìn)行力矩控制的著名品牌的變頻器都是采用這樣方式控制力矩， UVW 每相的輸出要加霍爾效應(yīng)的電流檢測裝置， 采樣反饋后構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋的電流環(huán)的 PID 調(diào)節(jié)； ABB 的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，具體請查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機(jī)的速度也可控制電機(jī)的力矩， 而且速度的控制精度優(yōu)于v/f 控制， 編碼器反饋也可加可不加，加的時(shí)候控制精度和響應(yīng)特性要好很多。三、談?wù)勊欧候?qū)動器方面：伺服驅(qū)動器在發(fā)展

7、了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)（變頻器沒有該環(huán)）都進(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，在功能上也比傳統(tǒng)的變頻強(qiáng)大很多，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行精確的位置控制。通過上位控制器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置（當(dāng)然也有些伺服內(nèi)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(shù)設(shè)定在驅(qū)動器里） ， 驅(qū)動器內(nèi)部的算法和更快更精確的計(jì)算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。電機(jī)方面：伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)（一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各類變頻電機(jī)） ，也就是說當(dāng)驅(qū)動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時(shí)，伺服電機(jī)就能根據(jù)電源

8、變化產(chǎn)生響應(yīng)的動作變化，響應(yīng)特性和抗過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)，電機(jī)方面的嚴(yán)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(jī)本身就反應(yīng)不了，所以在變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時(shí)為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優(yōu)良的變頻器就可以直接驅(qū)動伺服電機(jī)！ ！ ！四、談?wù)劷涣麟姍C(jī)：交流電機(jī)一般分為同步和異步電機(jī)1 、交流同步電機(jī)：就是轉(zhuǎn)子是由永磁材料構(gòu)成，所以轉(zhuǎn)動后，隨著電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場的變化，轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速度變化，而且轉(zhuǎn)子速度=定子速度，所以稱“同步 ”。2、交流異步電機(jī)：轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線圈和材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)動后，定子

9、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場切割定子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場，感應(yīng)磁場追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場的變化，但轉(zhuǎn)子的磁場變化永遠(yuǎn)小于定子的變化，一旦等于就沒有變化的磁場切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈中也就沒有了感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子磁場消失，轉(zhuǎn)子失速又與定子產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流。 。 。所以在交流異步電機(jī)里有個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)是轉(zhuǎn)差率就是轉(zhuǎn)子與定子的速度差的比率。、 對應(yīng)交流同步和異步電機(jī)變頻器就有相映的同步變頻器和異步變頻器， 伺服電機(jī)也有交流同步伺服和交流異步伺服，當(dāng)然變頻器里交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。五、應(yīng)用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：、 在速

10、度控制和力矩控制的場合要求不是很高的一般用變頻器， 也有在上位加位置反饋信號構(gòu)成閉環(huán)用變頻進(jìn)行位置控制的，精度和響應(yīng)都不高?，F(xiàn)有些變頻也接受脈沖序列信號控制速度的，但好象不能直接控制位置。、 在有嚴(yán)格位置控制要求的場合中只能用伺服來實(shí)現(xiàn)， 還有就是伺服的響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變頻， 有些對速度的精度和響應(yīng)要求高的場合也用伺服控制，能用變頻控制的運(yùn)動的場合幾乎都能用伺服取代，關(guān)鍵是兩點(diǎn)：一是價(jià)格伺服遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻，二是功率的原因：變頻最大的能做到幾百KW ，甚至更高，伺服最大就幾十 KW 。就最后一點(diǎn)說下，現(xiàn)在伺服也能做到幾百KW 了。變頻電機(jī)低速時(shí)（頻率v 50HZ）能在1: 10范圍內(nèi)作恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速運(yùn)

11、行且運(yùn)行平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象， 并具有較高的起動轉(zhuǎn)矩和較小的起動電流。 電動機(jī)高速能輸出恒功率特性。 本系列電動機(jī)調(diào)速范圍寬、振動小、噪聲低、能與國內(nèi)外各種 SPWM 變頻裝置相配套，構(gòu)成交流變頻無級調(diào)速系統(tǒng)。 YVP 系列電動機(jī)的功率等級與安裝尺寸、 機(jī)座中心高均符合國際IEC標(biāo)準(zhǔn)，其對應(yīng)關(guān)系與Y 系列（ IP44 ）三相異步電動機(jī)相一致，互換性通用性強(qiáng)。本系統(tǒng)電動機(jī)為籠型結(jié)構(gòu)、 運(yùn)行可靠、 維修方便， 并裝有獨(dú)立的冷卻風(fēng)機(jī)、 保證電機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下、均具有較好的冷卻效果。1.5千瓦變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍和選擇的電機(jī)極數(shù)有關(guān)（1： 10）；額定輸出轉(zhuǎn)矩為： 2 極 -4.8N.m ，4極-9.5N.m ， 6 極-14N.m 。伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電動機(jī)， 在自動控制系統(tǒng)中， 用作執(zhí)