淺析伺服電機(jī)與變頻器的比較

伺服驅(qū)動(dòng)器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流電機(jī)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
   變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。電機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和電壓很高，這對(duì)電機(jī)電樞線圈不利，所以用電機(jī)啟動(dòng)器降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流和電壓。
   伺服就是一個(gè)提供閉環(huán)反饋信號(hào)來(lái)控制位置和轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)，并和指令脈沖進(jìn)行比較，從而構(gòu)成了一個(gè)位置的半閉環(huán)控制，使被控系統(tǒng)工作在設(shè)定狀態(tài)。
   可以這樣假設(shè)，把伺服驅(qū)動(dòng)器假設(shè)為變頻器，把伺服電機(jī)設(shè)為普通的異步電機(jī)即可，換言之，伺服驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)我們的需要設(shè)定功能參數(shù)并發(fā)送給伺服電機(jī)，伺服電機(jī)就會(huì)按照伺服驅(qū)動(dòng)器功能參數(shù)的設(shè)定值來(lái)進(jìn)行工作，只不過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)這個(gè)組合的控制精度要遠(yuǎn)大于變頻器與普通電機(jī)的組合。
   交流伺服的發(fā)展借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過(guò)變頻PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。與變頻器一樣，也是將工頻交流電先整流成直流電，然后通過(guò)可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過(guò)載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，波形類似于正余弦的脈動(dòng)電。進(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行精確的位置控制。
  從應(yīng)用角度而言，兩者各自優(yōu)勢(shì)可以從速度穩(wěn)定性、加載負(fù)載穩(wěn)定性、控制對(duì)象上進(jìn)行對(duì)比。伺服驅(qū)動(dòng)器一般控制同步電機(jī)，變頻器一般控制異步電機(jī)。變頻器主要功能是調(diào)速，伺服在調(diào)速、定位、精度上更高，功能也更強(qiáng)大。對(duì)升降速、高速啟停、轉(zhuǎn)矩控制要求非常高的行業(yè)與領(lǐng)域，伺服比變頻有著明顯的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，從控制原理上來(lái)講，如果變頻器匹配相應(yīng)的編碼器，也可以達(dá)到直流無(wú)刷矢量伺服電機(jī)的性能要求。
   伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)展了變頻技術(shù)，在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行精確的位置控制。
近年來(lái)，變頻技術(shù)在不斷發(fā)展，配合機(jī)電時(shí)間常數(shù)小的電機(jī)也能完成伺服的精確定位跟蹤工程，特別是在大功率場(chǎng)合，伺服本身的功能就是精確快速定位跟蹤，變頻器做到這個(gè)程度那就是伺服了，目前從企業(yè)的發(fā)展來(lái)看，變頻器廠家推出伺服產(chǎn)品，無(wú)論是在技術(shù)基礎(chǔ)還是在銷售渠道商都占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為越來(lái)越多的變頻器廠家的發(fā)展方向。