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。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。伺服电机从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。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。查看衔接处是不是打滑，看一看电机停止运作时，电机的轴是不是也停了。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。这样的一个开环系统，如果运动控制器和伺服驱动器之间的信号通道上产生干扰，系统是不能克服的。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。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。这样就会对产品的质量有影响甚至也会让企业的效益受影响，所以要有伺服马达维修的应用对策。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。伺服电机的应用越来越广泛，虽然质量越来越好，但如果日常使用中不注意维护与保养，再好的产品也经不起折腾。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。2、再生电阻的计算和选择，对于伺服，一般2kw以上，要外配置。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。五、自适应滤波器，可根据机械共振频率不同而自动调整陷波滤波频率。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。

松下伺服电机的几个小常识

1、松下伺服电机选型的问题，究竟什么时候选择低惯量，什么时候选择中惯量？

答：通常情况下，为了满足伺服系统的高响应性，一般松下伺服电机都是选用小惯量的电机，又因为松下伺服电机的额定输出力矩（或额定输出功率）越大一般其转子转动惯量也越大，所以单纯讨论电机转动惯量的大小是没有意义的，真正应该讨论的是松下伺服电机的额定输出力矩与松下伺服电机的转动惯量的比值，或者说同样额定输出力矩（同样额定输出功率）的电机的转动惯量的大小。六、两通道振动抑制滤波器，抑制机械远端振动地球环境关注对应ROHS指令,采用无铅化焊锡。松下伺服电机一般选择小惯量的松下伺服电机以满足较高的动态响应。当然根据松下伺服电机的具体应用环境，也可以选择中惯量，高惯量的松下伺服电机，比如松下伺服电机作为主轴，对于快速响应的要求不那么高的时候，但对速度控制要求非常确，并且经常要求运行在低速低频状态下，还要求能够有编码器信号输出的时候。而这个时候变频器却不能胜任。

2、松下伺服电机飞车的问题？

答：松下伺服电机飞车这种现象比较常见，也的确非常危险，关于松下伺服电机飞车的问题主要是四个方面的经验。是因为外界干扰引起的松下伺服电机高速运转，这种情况都是伺服驱动器为位置脉冲控制方式，主要因为外部接线问题（如接屏蔽，接地等等）和驱动器内部的位置指令滤波参数设置问题而引起，这样的情况在绣花机，弹簧机上经常碰到，这种情况姑且也称为飞车。伺服电机是一种精度非常高，响应速度非常快的智能电机，但是成本高，能量消耗大。第二是松下伺服电机的编码器零偏（encoder offset）而引起的飞车，究其实质是编码器零位错误导致的飞车。第三是伺服驱动器进行全闭环控制时，位置环编码器故障导致的飞车。编码器损坏造成的飞车，质上是因为伺服系统没有位置反馈信号，所以伺服系统的位置偏差是无穷大，从而位置环输出的速度指令将是无穷大，于是伺服系统将以速度限制值进行高速旋转，形成飞车；第四种情况则是位置环编码器的接线错误，具体的就是信号A，A-的接线颠倒导致的。为什么出现这种情况呢，因为位置环编码器的接线一般是A，A-，B，B-，如果A，A-（或B，B-）信号接反的话，则形成正反馈，正反馈的后果就是必然导致飞车；第伍是位置偏差没有清除而导致的飞车，这种情况主要是发生在伺服驱动器位置脉冲指令控制下，并且伺服驱动器进行了力矩限制，力矩限制住后不能有效推动负载，导致位置偏差不断的累积，当解除力矩限制后，伺服系统急于去消除该偏差，以大加速度去运行，从而导致飞车，当然这种飞车不会持久，很快就会报警驱动器故障。

3、为什么松下伺服驱动器加上使能后，所连接的松下伺服电机的轴用手不能转动？

答：以伺服驱动器处于位置控制方式为例。第三是伺服驱动器进行全闭环控制时，位置环编码器故障导致的飞车。运用自动控制的基本原理就可以进行解释。因为伺服驱动器加上使能后，整个闭环系统就开始工作了，但这个时候松下伺服系统的给定却为零，假定伺服驱动器处于位置控制方式的话，那么位置脉冲指令给定则为零，如果用手去转动电机轴的话，相当于外部扰动而产生了一个小的位置反馈，因为这个时候的位置脉冲指令给定为零，所以就产生了一个负的位置偏差值，然后该偏差值与伺服系统的位置环增益的乘积就形成了速度指令给定信号，然后速度指令给定信号与内部的电流环输出了力矩，这个力矩就带动电机运转试图来消除这个位置偏差，所以当人试图去转动电机轴的时候就感觉转动不了。

4、松下伺服驱动器制动电阻选择的问题？

答：制动电阻的问题，这是个大问题。当然从工程的角度来讲，因为有些东西无法准确的计算，为安全起见，对于频繁启动停止，频繁正反转的场合，可以简单的用能量守恒原理来进行计算。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。而对于制动电阻的阻值选择的一般规律是制动电阻的阻值不能够太大，也不能够太小，而是有一个范围的。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；如果阻值太小的话，则制动的时候通过该电阻的电流就将非常大，流过制动功率管的电流也会非常大，会将制动功率管烧毁，而制动功率管的额定电流一般是等同于驱动管的，所以制动电阻的小值是不应当低于710/伺服驱动器的额定电流的（假定伺服驱动器是三相380V电压输入）。另外制动电阻分为两种：铝合金制动电阻和波纹制动电阻。当然网上资料说两种制动电阻各有优劣，但是我想对于一般的工程应用应该是都可以的。另外对于变频器的制动电阻的选择原理上与伺服驱动器是相似的。

5、松下伺服驱动器电子齿轮比的设置的问题？

答：这里首先要区分伺服的控制方式，当然这里假定伺服是以接受脉冲的方式来控制的（伺服如果以总线的方式来控制的话，伺服驱动器就不用设置电子齿轮比了，但是在上位系统中却会有另外一个东西需要设置，这个东西就是脉冲当量，本质上和伺服驱动器的电子齿轮比是一回事），然后还有伺服是位置控制方式还是速度控制方式或力矩控制方式的问题，如果伺服是速度控制方式或力矩控制方式的话，显然电子齿轮比的设置就失去了意义。也就是说电子齿轮比的设置仅在位置控制方式的时候才有效。松下伺服电机因为长期连续不断使用或者使用者操作不当，会经常发生伺服电机故障，维修又相对复杂的。还有个问题就是伺服是作为直线轴还是作为旋转轴来使用。对于绣花机来说，X轴，Y轴，M轴，SP轴都是直线轴，因为大豪上位认为是1000个脉冲为一转，所以对于这些轴的电子齿轮比的设置实际上是机械减速比与8的乘积，而对于D轴，H轴来说，则是旋转轴，大豪上位认为8000个脉冲对应360度，所以电子齿轮比设置为8000/360=200/9。对于弹簧机各轴来说，其实也存在直线轴和旋转轴的问题，比如凸轮轴，螺距轴，切刀轴就是旋转轴，而送线轴则是直线轴，不过实际上在伺服驱动器里电子齿轮比一般设置为1/1，而将电子齿轮比的功能的设置放在弹簧机上位上进行，当然在弹簧机上位里换了个叫法，叫着解析度，解析度分子的计算，旋转轴（凸轮轴，螺距轴，切刀轴）=360乘以100，直线轴（送线轴）=圆周率乘以直径乘以100；解析度分母的计算：伺服马达编码器的分辨率*信号倍率*齿轮比。

松下伺服电机出现反传该怎么办呢?

　　松下伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度，位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，那么大家知道松下伺服电机出现反传该怎么办呢?下面就请跟随小编来看看吧。

　　如果用的是模拟量，因为你在PLC里给模拟量模块的值是零，但输出不是对的零的话。

　　对于伺服驱动器来说会有一个转速很低的指令，你可以控制驱动器的零速箝位，要停止时可以输入这个信号，伺服就会停止了，也可以断开使能。要根据你的机械部分来决定。

　　如果你用的是脉冲，那就是因为有干扰，尽量缩短PLC和驱动器的脉冲线长度。选用***的屏蔽线。注意屏蔽线不要绕圈。长的就剪掉。

　　上面就是小编今日跟大家所分享的知识了，希望可以帮助到大家。