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控制技术和算法运算,在功能上也比传统的伺服强大很多,主要的一点可以进行位置控制。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**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),伺服系统,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**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
伺服系统
电气伺服技术应用较广,主要原因是控制方便,灵活,*获得驱动能源,没有公害污染,维护也比较*。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展,它为电气伺服技术的发展提供了广阔的前景。
早在70年代,小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了70年代末期交流伺服系统开始发展,逐步实用化,伺服电机,AC伺服电动机的应用越来越广,并且还有取代DC伺服系统的趋势成为电气伺服系统的主流。永磁转子的同步伺服电动机由于永磁材料不断提高,价格不断下降,控制又比异步电机简单,*实现高性能的缘故,所以永磁同步电机的AC伺服系统应用更为广泛。
在交流同步伺服驱动系统中,普通应用的交流永磁同步伺服电动机有两大类。
一类称为无刷直流电动机,它要求将方波电流直入定子绕组(BLDCM)
另一类称为三相永磁同步电动机,它要求输入定子绕组的电源仍然是三相正弦波形。(PM·SM)
无刷直流电动机(BLDCM),用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁较,将原直流电动机的电枢变为定子。有刷直流电动机是依靠机械换向器将直流电流转换为近似梯形波的交流电流供给电枢绕组,伺服阀,而无刷直流电动机(BLDCM)是将方波电流(实际上也是梯形波)直接输入定子。将有刷直流电动机的定子和转子颠倒一下,并采用永磁转子,就可以省去机械换向器和电刷,由此得名无刷直流电动机。BLDCM定子每相感应电动势为梯形波,为了产生恒定的电磁转矩,要求功率逆变器向BLDCM定子输入三相对称方波电流,高邑伺服,而SPWM、PM、SM定子每相感应电动势为近似正弦波,需要向SPWM、PM、SM定子输入三相对称正弦波电流。
伺服系统的种类
通常根据伺服驱动机的种类来分类,有电气式、油压式或电气-油压式三种。
伺服系统若按功能来分,则有计量伺服和功率伺服系统;模拟伺服和功率伺服系统;位置伺服和加速度伺服系统等。
电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。
伺服与变频的一个重要区别是: 变频可以无编码器,伺服则必须有编码器,作电子换向用。
两者的共同点:
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,然后通过可控制门较的各类晶体管(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较对数)