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Technical articlesAB變頻器與伺服驅動(dòng)器的區別
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伺服的基本概念是準確、、快速定位。變頻是伺服控制的一個(gè)必須的內部環(huán)節,伺服驅動(dòng)器中同樣存在變頻(要進(jìn)行無(wú)級調速)。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,這是很大的區別。除此外,伺服電機的構造與普通電機是有區別的,要滿(mǎn)足快速響應和準確定位?,F在市面上流通的交流伺服電機多為永磁同步交流伺服,但這種電機受工藝限制,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,這樣在現場(chǎng)應用允許的情況下多采用交流異步伺服,這時(shí)很多驅動(dòng)器就是變頻器,帶編碼器反饋閉環(huán)控制。所謂伺服就是要滿(mǎn)足準確、、快速定位,只要滿(mǎn)足就不存在伺服變頻之爭。
兩者的共同點(diǎn):
交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應用了變頻的技術(shù),在直流電機的伺服控制的基礎上通過(guò)變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來(lái)實(shí)現的,也就是說(shuō)交流伺服電機必然有變頻的這一環(huán)節: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(guò)可控制門(mén)極的各類(lèi)晶體管(IGBT,IGCT等)通過(guò)載波頻率和PWM調節逆變?yōu)轭l率可調的波形類(lèi)似于正余弦的脈動(dòng)電,由于頻率可調,所以交流電機的速度就可調了(n=60f/p ,n轉速,f頻率, p極對數)變頻器:
簡(jiǎn)單的變頻器只能調節交流電機的速度,這時(shí)可以開(kāi)環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方式和變頻器而定,這就是傳統意義上的V/F控制方式?,F在很多的變頻已經(jīng)通過(guò)數學(xué)模型的建立,將交流電機的定子磁場(chǎng)UVW3相轉化為可以控制電機轉速和轉矩的兩個(gè)電流的分量,現在大多數能進(jìn)行力矩控制的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的電流檢測裝置,采樣反饋后構成閉環(huán)負反饋的電流環(huán)的PID調節;ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉矩控制技術(shù),具體請查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機的速度也可控制電機的力矩,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)候控制精度和響應特性要好很多。
伺服:
驅動(dòng)器方面:伺服驅動(dòng)器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下,在驅動(dòng)器內部的電流環(huán),速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒(méi)有該環(huán))都進(jìn)行了比一般變頻更的控制技術(shù)和算法運算,在功能上也比傳統的變頻強大很多,主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行的位置控制。通過(guò)上位控制器發(fā)送的脈沖序列來(lái)控制速度和位置(當然也有些伺服內部集成了控制單元或通過(guò)總線(xiàn)通訊的方式直接將位置和速度等參數設定在驅動(dòng)器里),驅動(dòng)器內部的算法和更快更的計算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更*于變頻器。
變頻器是干什么的?
變頻器是用來(lái)改變交流電機供電的頻率和幅值,因而改變其運動(dòng)磁場(chǎng)的周期,達到平滑控制電動(dòng)機轉速的目的。
變頻器的出現,使得復雜的調速控制簡(jiǎn)單化,用變頻器加交流鼠籠式感應電動(dòng)機組合替代了大部分原先只能用直流電機完成的工作,縮小了體積,降低了維修率,使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段。
變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過(guò)改變電機工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機的電力控制設備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。
變頻器靠?jì)炔縄GBT的開(kāi)斷來(lái)調整輸出電源的電壓和頻率,根據電機的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而達到節能、調速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護等等。隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應用。
在變頻器出現之前,要調整電動(dòng)機轉速的應用需透過(guò)直流電動(dòng)機才能完成,不然就是要透過(guò)利用內建耦合機的VS電動(dòng)機,在運轉中用耦合機使電動(dòng)機的實(shí)際轉速下降,變頻器簡(jiǎn)化了上述的工作,縮小了設備體積,大幅度降低了維修率。不過(guò)變頻器的電源線(xiàn)及電動(dòng)機線(xiàn)上面有高頻切換的訊號,會(huì )造成電磁干擾,而變頻器輸入側的功率因素一般不佳,會(huì )產(chǎn)生電源端的諧波。
變頻器的應用范圍很廣,從小型家電到大型的礦場(chǎng)研磨機及壓縮機。約1/3的能量是消耗在驅動(dòng)定速離心泵、風(fēng)扇及壓縮機的電動(dòng)機上,而變頻器的市場(chǎng)滲透率仍不算高。能源效率的顯著(zhù)提升是使用變頻器的主要原因之一。
變頻器技術(shù)和電力電子有密切關(guān)系,包括半導體切換元件、變頻器拓撲、控制及模擬技術(shù)、以及控制硬件及固件的進(jìn)步等。