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伺服电机、变频电机、普通之间有什么区别?

发布时间:2023-09-22 20:43:13   来源:博亿堂娱乐官方网站

  伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)。

  但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合来控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。

  现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制。

  交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节。

  变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率, p极对数)。

  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相转化为能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法不一样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。

  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,主要的一点能够直接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。

  1、交流同步电机:就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称“同步”。

  2、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动后,定子产生旋转磁场,磁场切割定子的感应线圈,转子线圈产生感应电流,进而转子产生感应磁场,感应磁场追随定子旋转磁场的变化,但转子的磁场变化永远小于定子的变化。

  一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈,转子线圈中也就没有了感应电流,转子磁场消失,转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流......所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。

  3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服,当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同步伺服常见。

  1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器,也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的,精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的,但好像不能直接控制位置。

  2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现,还有就是伺服的响应速度远大于变频,有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制,能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代,关键是两点:一是价格伺服远高于变频,二是功率的原因:变频最大的能做到几百KW,甚至更高,伺服最大就几十KW。

  普通电动机是按恒频恒压设计的,不可能完全适应变频器调速的要求,因此不能多做变频电机使用。

  变频器在运行中能产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行,里面的高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗增加,最显著的是转子铜耗,这些损耗会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,普通电动机温升一般要增加10%~20%。

  变频器载波频率从几千到十几千赫,使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压,使电动机的匝间绝缘承受较为严重的考验。

  普通电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更为复杂。变频电源中含有的各次谐波与电动机电磁部分固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力,从而加大噪声。

  由于电动机的工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开电动机的各结构件的固有振动频率。

  当电源频率较低时,电源中的高次谐波所引起的损耗较大;其次变通电机转速变慢降低时,冷却风量与转速的三次方成正比减小,致使电机热量散发不出去,温升飞速增加,难以实现恒转矩输出。关键字:编辑:什么鱼 引用地址:伺服电机、变频电机、普通电机之间有什么区别?

  变频电机和直驱电机哪个好 变频电机和直驱电机各有其适用场景和优缺点,无法一概而论哪个更好。下面粗略地介绍一下它们的特点: 变频电机是通过变频器来调整电机的输出频率和电压,实现对电机转速和扭矩的精确控制,适用于需要频繁调速、负载波动较大的应用场景。变频电机的优点是转速调节范围广,控制精度高,输出效率高,且能轻松实现软启动和软停止,延长电机寿命。缺点是变频器本身造价较高,安装和维护成本也较高。 直驱电机是将电机与负载直接耦合,省去了传动装置,转矩传递效率高,机械损耗小,适用于需要高精度、高速、高负载、低噪音和低震动的应用场景。直驱电机的优点是结构紧密相连,响应速度快,控制精度高,噪音和振动小,寿命长。缺点是成本比较高,对于负

  伺服电机怎么测量好坏 测量伺服电机好坏的方法主要有以下几种: 静态测试:静态测试通常使用负载测量仪或者力矩传感器,测量电机输出的转矩和电流,以判断电机是不是满足规格参数要求。 动态测试:动态测试是通过对电机进行加速和减速操作,测试其输出的速度和加速度响应,以评估电机的动态性能。 反馈器测试:伺服电机一般会用编码器或者绝对值编码器等反馈器,通过测试反馈器的输出信号,能判断电机的位置控制精度和稳定能力。 声音测试:通过听取电机运行时的声音,能判断电机是不是真的存在异常噪音或震动,从而评估电机的运作时的状态。 以上测试办法能够结合使用,以全面评估伺服电机的性能和状态。在做测量时,必须要格外注意测试环境的温度、湿度等因素,以

  选型计算实例 /

  三相交流伺服电机应用广泛,但经过长时间运行后,会发生各种故障。及时判断故障原因,进行相应处理,是防止故障扩大,保证设备正常运行的一项重要工作。 一、电机编码器报警 1、故障原因 (1)接线)机械振动导致的编码器硬件损坏; (4)现场环境导致的污染; 2、故障排除 (1)检查接线)检查屏蔽是不是到位,检查布线是不是合理并解决,必要时增加滤波器加以改善; (3)检查机械结构,并加以改进; (4)检查编码器内部是否受到污染、腐蚀(粉尘、油污等),加强防护; 3、安装及接线)尽量使用原装电缆; (2)分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线)尽可能始终使用内部电源。如果

  工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制,即电流环、速度环和位置环。正常的情况下,对于交流伺服驱动器,可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。 1.如何正确选择伺服电机和步进电机? 答:主要视具体应用情况而定,简单地说要确定:负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。 2.选择步进电机还是伺服电机系统? 答:其实,选择什么样的电机应根据具体应用情况而定,各有其特点。 3.如何配用

  变频调速电机 变频调速电机简称变频电机,是变频器驱动的电动机的统称,优点是具备有启动功能;采用电磁设计,减少了定子和转子的阻值;适应不一样工况条件下的频繁变速;在某些特定的程度上节能。 目前慢慢的变成了主流的调速方案,可大范围的应用于各行各业无级变速传动。 变频调速电机的技术特点 1、效率高 达到欧洲CEMEP-EU效率等级电机标准二级值,符合中华人民共和国国家标准GB18613-2002中小型三相异步电动机能效限定值。 2、双频宽 电压电压范围220V~690V,适用50Hz和60Hz电源。 3、噪声低 通过优化电磁设计、通风状况、结构尺寸等技术,M2JA系列电动机的噪声较低。 4、轴承负载能

  的技术特点 /

  1、高速旋转时发生 电机 偏差计数器溢出错误。 对策:检查电机动力电缆和 编码器 电缆的配线是不是正确,电缆是否有破损。 输入较长指令脉冲时发生电机偏差计数器溢出错误。 对策:增益设置太大,重新手动调整增益或使用自动调整增益功能;延长加减速时间;负载过重,要重新选定更大容量的电机或减轻负载,加装减速机等传动机构提高负荷能力。 2、运行过程中发生电机偏差计数器溢出错误。 对策:增大偏差计数器溢出水平设定值;减慢旋转速度;延长加减速时间;负载过重,要重新选定更大容量的电机或减轻负载,加装减速机等传动机构提高负载能力。 3、伺服电机在有脉冲输出时不运转,怎么样处理? a、监视控制器的脉冲输出当前值以及脉冲输出灯是否闪烁,确认指令

  伺服电机相序接错的反应 伺服电机的三根动力线如果接错,在静止状态下可能没报警。但是一旦手动或自 动运转一下电机,电机就会或者猛地蹿动-下,或者开始抖动,如速度加的过高时会跳动,系统出现轮廓误差等报警。 在电机测试时, 不要放在桌子上,-般放在地面比较保险,开机时速度不要调的太高,低速的话,电机-般只是抖动。这样就知电机线接错了,换相试试。 在有的驱动有电位器调节的,参数不对也有一定可能会出现这样的问题,那只有调节电位器参数来修正参数。 电机处于静止时,以安全的方式扳动一下电机轴,正常的情况下,手会感受到电机的静止力矩;而如果电机相序接反,不用费很大的劲就可以扳动电机轴,然后马。上系统报警,且电机失去力矩。 伺服电机接线

  用一台变频器控制多台电机的应用很常见,为方便大家用好变频器,本文介绍变频器一拖多同时启动和变频器一拖多分时启动的相关专业相关知识。 变频器一拖多同时启动 在一些控制场合中,现场使用的多台电动机的运行频率完全相同,或者多台相同电机驱动同一负载,需要负荷均衡时,比如大型流水线的电机的运行。为降低设备造价并且提高设备的性能价格比,这时往往会采用一台容量较大的变频器拖动多台电动机。这种控制方式我们叫做同时启动,用一台变频器同时驱动多台电机同启同停。 变频器一拖多分时启动 还有一些控制场合里一台机器上有多个驱动轴,并且每个驱动轴启动时间都是错开。可以将变频器输出相当于电源了,电机在变频器的输出后面进行切换,这种

  同时启动的方法分享 /

  与运动控制系统 (杨耕, 罗应立)

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