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详解伺服驱动器和变频器的区别

2020-03-25 01:20

  伺服驱动器(servo drives)又称为“伺服驾驭器”、“伺服放大器”□□□□□,是用来驾驭伺服电机的一种驾驭器□□□□□,其效率似乎于变频器效率于通常互换马达□□□□,属于伺服体例的一个人□□□□,要紧利用于高精度的定位体例。普通是通过地方、速率和力矩三种形式对伺服电机举行驾驭□□□,杀青高精度的传动体例定位□□□□,目前是传动技巧的高端产物。

  伺服驱动器是当代运动驾驭的首要构成个人□□□,被普及利用于工业呆板人及数控加工核心等自愿化兴办中。越发是利用于驾驭互换永磁同步电机的伺服驱动器一经成为邦外里探究热门。此刻互换伺服驱动器策画中普通采用基于矢量驾驭的电流、速率、地方3闭环驾驭算法。该算法中速率闭环策画合理与否□□□□□,关于扫数伺服驾驭体例□□□□□,异常是速率驾驭本能的阐述起到合头效率 [1] 。

  正在伺服驱动器速率闭环中□□□□,电机转子及时速率丈量精度关于改观速率环的转速驾驭动态态特征至合首要。为寻求丈量精度与体例本钱的均衡□□□,普通采用增量式光电编码器举动测速传感器□□□□□,与其对应的常用测速手段为M/T测速法。M/T测速法固然具有必定的丈量精度和较宽的丈量边界□□□,但这种手段有其固有的缺陷□□□,要紧包含□□□:1)测速周期内必需检测到起码一个无缺的码盘脉冲□□□□,局限了最低可测转速;2)用于测速的2个驾驭体例守时器开合难以正经维系同步□□□□,正在速率转变较大的丈量局势中无法保障测速精度。以是利用该测速法的守旧速率环策画计划难以普及伺服驱动器速率随从与驾驭本能 。

  能够杀青对照庞杂的驾驭算法□□□,杀青数字化、收集化和智能化。功率器件普通采用以智能功率模块(IPM)为主旨策画的驱动电途□□□,IPM内部集成了驱动电途□□□□□,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等滞碍检测护卫电途□□□□□,正在主回途中还插手软启动电途□□□□□,以减小启动流程对驱动器的挫折。功率驱动单位起首通过三相全桥整流电途对输入的三相电或者市电举行整流□□□□,获得相应的直流电。历程整流好的三相电或市电□□□□,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步互换伺服电机。功率驱动单位的扫数流程能够简陋的说便是AC-DC-AC的流程。整流单位(AC-DC)要紧的拓扑电途是三相全桥不控整流电途。

  跟着伺服体例的大范畴利用□□□□,伺服驱动器利用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器正在当今对照首要的技巧课题□□□□,越来越众工控技巧任事商对伺服驱动器举行了技巧深目标探究。

  伺服驱动器是当代运动驾驭的首要构成个人□□□,被普及利用于工业呆板人及数控加工核心等自愿化兴办中。越发是利用于驾驭互换永磁同步电机的伺服驱动器一经成为邦外里探究热门。此刻互换伺服驱动器策画中普通采用基于矢量驾驭的电流、速率、地方3闭环驾驭算法。该算法中速率闭环策画合理与否□□□□□,关于扫数伺服驾驭体例□□□,异常是速率驾驭本能的阐述起到合头效率。伺服电机检测系统价格便宜

  为了保障坐褥率和加工质地□□□□,除了条件有较高的定位精度外□□□,还条件有优越的疾速反应特征□□□□,即条件跟踪指令信号的反应要速□□□,由于数控体例正在启动、制动时□□□□,条件加、减加快率足够大□□□□,缩短进给体例的过渡流程年华□□□□,减小轮廓过渡差错。

  普通来说□□□□,伺服驱动用具罕有分钟以至半小时内1.5倍以上的过载才智□□□□□,正在短年华内能够过载4~6倍而不损坏。

  条件数控机床的进给驱动体例牢靠性高、事务不变性好□□□,具有较强的温度、湿度、振动等处境符合才智和很强的抗搅扰的才智。

  1、从最低速到最高速电机都能稳固运转□□□,转矩颠簸要小□□□,越发正在低速如0.1r/min或更低速时□□□□□,仍有稳固的速率而无匍匐景色。

  2、电机应具有大的较长年华的过载才智□□□□,以知足低速大转矩的条件。普通直流伺服电机条件正在数分钟内过载4~6倍而不损坏。

  3、为了知足疾速反应的条件□□□,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩□□□,并具有尽大概小的年华常数和启动电压。

  目前□□□,伺服驱动器的测试平台要紧有以下几种□□□□:采用伺服驱动器电动机互馈对拖的测试平台、采用可调模仿负载的测试平台、采用有履行电机而没有负载的测试平台、采用履行电机拖动固有负载的测试平台和采用正在线测试手段的测试平台 。

  这种测试体例由四个人构成□□□,诀别是三相PWM整流器、被测伺服驱动器电动机体例、负载伺服驱动器电动机体例及上位机□□□,此中两台电动机通过联轴器彼此接连。被测电动机事务于电动状况□□□□□,负载电动机事务于发电状况。被测伺服驱动器电动机体例事务于速率闭环状况□□□□,用来驾驭扫数测试平台的转速□□□□,负载伺服驱动器电动机体例事务于转矩闭环状况□□□□□,通过驾驭负载电动机的电流来改换负载电动机的转矩巨细□□□□,模仿被测电机的负载转变□□□,云云互馈对拖测试平台能够杀青速率和转矩的敏捷安排□□□□,完结百般试验成效测试。上位机用于监控扫数体例的运转□□□□□,遵照试验条件向两台伺服驱动器发出驾驭指令□□□□□,同时汲取它们的运转数据□□□,并对数据举行生存、说明与显示。

  关于这种测试体例□□□□□,采用高本能的矢量驾驭形式对被测电动机和负载兴办诀别举行速率和转矩驾驭□□□□,即可模仿百般负载处境下伺服驱动器的动、静态本能□□□,完结对伺服驱动器的通盘而正确的测试。但因为利用了两套伺服驱动器电动机体例□□□□□,是以这种测试体例体积伟大□□□□□,不行知足便携式的条件□□□□,并且体例的丈量和驾驭电途也对照庞杂、本钱也很高。

  这种测试体例由三个人构成□□□□,诀别是被测伺服驱动器电动机体例、可调模仿负载及上位机。可调模仿负载如磁粉制动器、电力测功机等□□□□,它和被测电动机同轴相连。上位机和数据搜聚卡通过驾驭可调模仿负载来驾驭负载转矩□□□□,同时搜聚伺服体例的运转数据□□□□□,并对数据举行生存、伺服电机检测系统价格便宜说明与显示。关于这种测试体例□□□,通过对可调模仿负载举行驾驭□□□,也可模仿百般负载处境下伺服驱动器的动、静态本能□□□□□,完结对伺服驱动器的通盘而正确的测试。但这种测试体例体积依然对照大□□□,不行知足便携式的条件□□□□□,并且体例的丈量和驾驭电途也对照庞杂、本钱也很高。

  这种测试体例由两个人构成□□□,诀别是被测伺服驱动器电动机体例和上位机。伺服电机检测系统价格便宜上位机将速率指令信号发送给伺服驱动器□□□,伺服驱动器遵守指令先河运转。正在运转流程中□□□□,上位机和数据搜聚电途搜聚伺服体例的运转数据□□□□,并对数据举行生存、说明与显示。因为这种测试体例中电机不带负载□□□□□,是以与前面两种测试体例比拟□□□□□,该体例体积相对减小□□□□□,并且体例的丈量和驾驭电途也对照简陋□□□□□,可是这也使得该体例不行模仿伺服驱动器的本质运转处境。凡是处境下□□□□□,此类测试体例仅用于被测体例正在空载处境下的转速和角位移的测试□□□□,而不行对伺服驱动器举行通盘而正确的测试。

  这种测试体例由三个人构成□□□□□,诀别是被测伺服驱动器电动机体例、体例固有负载及上位机。上位机将速率指令信号发送给伺服驱动器□□□□□,伺服体例遵守指令先河运转。正在运转流程中□□□□,上位机和数据搜聚电途搜聚伺服体例的运转数据□□□□,并对数据举行生存、说明与显示。

  关于这种测试体例□□□□,负载采用被测体例的固有负载□□□□,以是测试流程挨近于伺服驱动器的本质事务处境□□□□,测试结果对照正确。但因为有的被测体例的固有负载未便利从设备上移走□□□□,以是测试流程只可正在设备前进行□□□□□,不是很便利。

  这种测试体例只要数据采团体例和数据措置单位。数字采团体例将伺服驱动器正在设备中的及时运转状况信号举行搜聚和保养□□□□,然后送给数据措置单位供其举行措置和说明□□□□□,最终由数据措置单位做出测试结论。因为采用正在线测试手段□□□□□,以是这种测试体例组织对照简陋□□□□□,并且不必将伺服驱动器从设备平分离出来□□□□,使测试愈加方便。此类测试体例统统遵照伺服驱动器正在本质运转中举行测试□□□□,以是测试结论愈加挨近本质处境。可是因为很众伺服驱动器正在成立和安装方面的特色□□□□□,此类测试体例中的百般传感器及信号丈量元件的装置地方很难挑选。并且设备中的其它个人假如崭露滞碍□□□□,也会给伺服驱动器的事务状况酿成不良影响□□□□□,最终影响其测试结果。

  伺服驱动器是用来驱动伺服电机的□□□□□,伺服电性能够是步进电机□□□□,也能够是互换异步电机□□□,要紧为了杀青疾速、切确定位□□□,像那种走走停停、精度条件很高的场适用的良众。

  变频器便是为了将工频互换电变频成适合安排电机速率的电流□□□□,用以驱动电机□□□□,现正在有的变频器也能够杀青伺服驾驭了□□□□,也便是能够驱动伺服电机□□□,但伺服驱动器和变频器仍是不相似的□□□□!可伺服和变频器的区别收场是什么□□□□□,请看小编为您领会。

  变频器是行使电力半导体器件的通断效率将工频电源变换成另一频率的电能驾驭装备□□□□,能杀青对互换异步电机的软启动、变频调速、普及运转精度、改换功率要素等成效。变频器可驱动变频电机、通常互换电机□□□□□,要紧是充任安排电机转速的脚色。变频器凡是由整流单位、高容量电容、逆变器和驾驭器四个人构成。伺服电机检测系统价格便宜

  伺服体例是使物体的地方、方位、状况等输出被控量也许随从输入方针(或给定值)的纵情转变的自愿驾驭体例。要紧职责是按驾驭号召的条件、对功率举行放大、变换与调控等措置□□□□□,使驱动装备输出的力矩、速率和地方驾驭的尽头敏捷便利。

  伺服体例是用来切确地随从或复现某个流程的反应驾驭体例。又称随动体例。正在良众处境下□□□□□,伺服体例专指被驾驭量(体例的输出量)是刻板位移或位移速率、加快率的反应驾驭体例□□□□,其效率是使输出的刻板位移(或转角)正确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服体例的组织构成和其他形态的反应驾驭体例没有准则上的区别。

  伺服体例按所用驱动元件的类型可分为机电伺服体例、液压伺服体例和气动伺服体例。最根基的伺服体例包含伺服履行元件(电机、液压缸)、反应元件和伺服驱动器。若念让伺服体例运转胜利还须要一个上位机构□□□,PLC、以及特意的运动驾驭卡□□□,工控机+PCI卡□□□□,以便给伺服驱动器发送指令。

  变频器的调速道理要紧受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个要素。转速n与频率f成正比□□□□□,只须改换频率f即可改换电动机的转速□□□□,当频率f正在0-50Hz的边界内转变时□□□□□,电动机转速安排边界尽头宽。变频调速便是通过改换电动机电源频率杀青速率安排的。要紧采用交直交形式□□□□□,先把工频互换电源通过整流器转换成直流电源□□□□,然后再把直流电源转换成频率、电压均可驾驭的互换电源以供应电动机。变频器的电途普通由整流、中央直流合节、逆变和驾驭4个个人构成。整流个人为三相桥式不成控整流器□□□,逆变个人为IGBT三相桥式逆变器□□□□□,且输出为PWM波形□□□□□,中央直流合节为滤波、直流储能温顺冲无功功率。

  伺服体例的事务道理简陋的说便是正在开环驾驭的交直流电机的根本大将速率和地方信号通过挽回编码器、挽回折压器等反应给驱动器做闭环负反应的PID安排驾驭。再加上驱动器内部的电流闭环□□□,通过这3个闭环安排□□□□□,使电机的输出对设定值随同的正确性和年华反应特征都普及良众。伺服体例是个动态的随动体例□□□,抵达的稳态均衡也是动态的均衡。

  互换伺服的技巧自己便是模仿并利用了变频的技巧□□□□□,正在直流电机的伺服驾驭的根本上通过变频的PWM形式模拟直流电机的驾驭形式来杀青的□□□□□,也便是说互换伺服电机肯定有变频的这一合节□□□□□:变频便是将工频的50、60HZ的互换电先整流成直流电□□□,然后通过可驾驭门极的各种晶体管(IGBT□□□,IGCT等)通过载波频率和PWM安排逆变为频率可调的波形似乎于正余弦的脉动电□□□,因为频率可调□□□□□,是以互换电机的速率就可调了(n=60f/p□□□□□,n转速□□□,f频率□□□,p极对数)。

  1. 过载才智差异。伺服驱动器普通具有3倍过载才智□□□,可用于取胜惯性负载正在启动刹那的惯性力矩□□□□□,伺服电机检测系统价格便宜而变频器普通允诺1.5倍过载。

  2. 驾驭精度。伺服体例的驾驭精度远远高于变频□□□□,凡是伺服电机的驾驭精度是由电机轴后端的挽回编码器保障。有些伺服体例的驾驭精度以至抵达1□□□□□:1000。

  3. 利用局势差异。变频驾驭与伺服驾驭是两个规模的驾驭。前者属于传动驾驭周围□□□□,后者属于运动驾驭周围。一个是知足普通工业利用条件□□□,对本能目标条件不高的利用局势□□□□□,探索的是低本钱。另一个则是探索高精度、高本能、高反应。

  4. 加减速本能差异。正在空载处境下伺服电机从静止状况加工到2000r/min□□□,用时不会超20ms。电机的加快年华跟电机轴的惯量以及负载相合系。凡是惯量越大加快年华越长。

  尽量我邦的伺服技巧起步较晚□□□,由伺服电机、反应装备与驾驭器构成的伺服体例才走过50个年初罢了。但不成否定的是□□□□□,中邦成立业先河逐步认识到伺服体例正在普及产物角逐力方面阐述的效率越来越大。伺服体例强劲的墟市需求先河渐露头角。确信不久之后□□□□□,伺服体例新一轮的伸长史必将续写另一个“中邦变频器”的进展史。要紧说明因由如下□□□□□:

  起首□□□,跟着中邦经济完全形态的向好进展□□□□,良众伺服要点利用行业如机床、电子专用兴办、医疗工具、同化动力汽车、新能源等行业因经济政事因由□□□,复兴水准大大超越人们的预期水准。此等行业的进展直接导致伺服墟市的需求兴盛□□□,使得繁众邦产伺服品牌纷纷兴起。而跟着工业化历程的加快□□□,家当升级与进口替换也饱动了伺服产物的大方利用□□□□□,节能、增产功效日趋鲜明。值得一提的是□□□□□,伺服利用技巧正在风力发电行业的开端成熟□□□□,暗指了节能减碳带给伺服的商机毫不亚于节能减排给高压变频器带来的机会。

  其次□□□□,正在高端周围□□□□□,用户正在利用流程中最为重视的极约略素如不变性、反应性、精度□□□□,都是伺服体例所具备的上风所正在。正在技巧条件越来越高的这日□□□,谁具有最高的本能□□□□,谁就能得到用户青睐□□□□□,代价已不再是阻塞伺服进展的定夺要素。高端墟市无疑被伺服霸占着高地。而变频器只是正在极少较为低端的简陋周围阐述着效率。

  据不统统统计□□□,目前邦内推出伺服产物的厂商差不众有二十余家。向来从此□□□,伺服周围的准初学槛比低压变频器周围高□□□□,很众厂商仍是基于变频器技巧根本上进展而来□□□□,像邦产厂商汇川等企业□□□,就一经先河初尝伺服家当为企业带来的本质效益。汇川原有的研发势力为其正在伺服周围安身供应有用支柱□□□□,而品牌影响力晋升、产能开释和细分行业延长□□□□□,使得其正在伺服墟市的位置将逐年晋升□□□□,2010年其伺服发卖额就达1亿众公民币。究其转向伺服产物的最终因由□□□□□,邦度伺服进展策略向好可一语破的玄机。正在七大政策性新兴家当中□□□□□,刻板工业占了两个即高端设备成立业和新能源汽车□□□,且其他五个政策性新兴家当也都须要刻板工业的支柱。由此看来□□□,成立业的进展也将给伺服进展带来新契机。

  因为变频器和伺服正在本能和成效上的差异□□□□□,是以利用也不大雷同□□□,要紧的角逐蚁合正在□□□□□:

  技巧含量角逐。正在雷同的周围中□□□,若采购方对刻板的技巧条件较高并较为庞杂□□□□,则会挑选伺服体例。反之则会挑选变频器产物。如极少数控机床、电子专用兴办等高科技刻板均会首选伺服产物。

  代价角逐。大无数采购方会顾虑本钱□□□□,不时把技巧疏忽而首选代价较低的变频器。一目了然□□□□,伺服体例的代价差不众是变频器产物的几倍。

  尽量目前伺服体例的利用还未普及□□□□,越发是邦产伺服体例□□□□,被利用的局势比拟外洋伺服产物少之甚少。但跟着工业化历程的加快□□□,人们将逐步认识到伺服体例的上风所正在□□□,伺服体例也将得到采购商的认同。同样□□□,邦产伺服技巧也不会止步不前□□□□□,不管是基于丰盛的利润回报仍是兴盛邦度的史乘工作感□□□,确信会有越来越众的厂商将进入到伺服体例的研发周围中。届时将迎来中邦“伺服家当”的旺盛时候。

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