伺服电机与变频电机如何区分
伺服电机的基本概念是准确、快速定位。日本松下电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器,其中大惯量系列适用于数控机床,中惯量系列适用于机器人(高转速为3000r/min,力矩为0。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进行控制,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。
下面我们就来看下伺服电机与变频电机的共同点与不同之处,便我们了解两者的区别在哪。
1、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)
2、变频器:
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。而拆开充磁需求有技巧,除了需获知原有马达的磁强,还需求理解散布状况,同时外形要有保证,在选择材质方面同样关键,耐高温、耐高电磁干扰的资料要优先思索。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相转化为可以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式不同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。
3、伺服:
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,主要的一点可以进行的位置控制。依据直流伺服电机噪声发生的分歧方法,大致可把其噪声分为三大类:①电磁噪声。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的计算以及性能更优良的电子器件使之更***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。伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制***,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。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!!!
4、交流电机:
交流电机一般分为同步和异步电机
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。制振滤波器根据指令输入去除固有振动频率,可大幅降低停止时轴的摆动。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。
五、应用不同
由于变频器和伺服在性能和功能上的不同,所以应用也不大相同:
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,但好象不能直接控制位置。
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:一是价格伺服远远高于变频,二是功率的原因:在之前变频大的能做到几百KW,甚至更高,伺服大就几十KW。通过采用电机转子的10极化、磁场解析技术的全新设计,减小了脉动宽度,实现了行业小的低齿槽。现在现在伺服也能做到几百KW了。
以上就是伺服电机与变频电机的共同点与不同之处,便大家进行区分,现在市面***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变频器,带编码器反馈闭环控制。通过以上学习,相信你对松下伺服马达(也叫松伺服电机)驱动器又有了进一步的了解。所谓伺服就是要满足准确、快速定位,只要满足这些就不会存在什么伺服变频之争。
有什么办法降低直流伺服电机噪音
直流伺服电机噪音大的解决方法电磁噪声首要是由气隙磁场效果于定子铁芯的径向重量所发生的。(3)编码器改换与维修是伺服电机维修中考验技术含量的中央,毕竟进口的伺服电机大多是非规范的通讯格式。它经过磁轭向别传播,使定子铁芯发生振动变形。其次是气隙磁场的切向重量,它与电磁转矩相反,使铁芯齿部分变形振动。当径向电磁力波与定子的固有频率接近时,就会惹起共振,使振动与噪声大大加强,甚至危及直流伺服电机的使用寿命。
有什么办法降低直流伺服电机噪音?
任何机械设备的噪音都有一个标准值,当超过标准值时,很可能是出现问题了。那么当直流伺服电机噪音过大时,有什么好的解决办法吗?
直流伺服电机噪音大的解决方法电磁噪声首要是由气隙磁场效果于定子铁芯的径向重量所发生的。2、采用***的信号处理技术,开发出新的104万脉冲分辨率的20bit编码器。它经过磁轭向别传播,使定子铁芯发生振动变形。其次是气隙磁场的切向重量,它与电磁转矩相反,使铁芯齿部分变形振动。当径向电磁力波与定子的固有频率接近时,就会惹起共振,使振动与噪声大大加强,甚至危及直流伺服电机的使用寿命。 依据直流伺服电机噪声发生的分歧方法,大致可把其噪声分为三大类:
①电磁噪声;
②机械噪声;
③空气动力噪声。
根据电磁噪声的成因,可采用下列办法降低电磁噪声。
1、留意避开它们的共振频率。
2、尽量采用正弦绕组,削减谐波成份;
3、采用转子斜槽,斜一个定子槽距;
4、定、转子磁路对称平均,迭压严密;
5、选择适宜的槽共同,防止呈现低次力波;
6、定、转子加工与装配,应留意它们的圆度与同轴度;
7、选择恰当的气隙磁密,不该太高,但过低又会影响资料的应用率;
深圳松下伺服电机输出功率有多少呢?
深圳松下伺服电机输出功率怎么样?伺服电机输出功率大于交流电机,可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器,更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象,那么大家可否知道松下伺服电机的维护小技巧呢。调速性好,单位重量和体积下,输出功率高,大于交流电机,更远远超过步进电机。深圳松下伺服电机良好的速度控制特性,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡。
想必大家也知道为什么日弘伺服电机这么受欢迎,对的,就是因为日弘伺服电机具有以下***优点:
(1)转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转。
(2)及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内。
(3)精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题。
(4)适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用。
(5)稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求日弘的场合。
日弘伺服电机运转非常平稳,采用无位置传感器技术只能达到大约1:100的调速比,可以用在一些低档的对位置和速度精度要求不高的伺服控制场合中。如果阻值太大的话,简单点说,假如是无穷大的话,相当于制动电阻断开,制动电阻不起制动的作用,伺服驱动器还是会报警过电压。伺服电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。
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