變頻電機(jī)與伺服電機(jī)的區(qū)別

摘要：在實(shí)際生活中，我們見(jiàn)過(guò)很多電動(dòng)機(jī)，但是我們僅僅只知道它是電動(dòng)機(jī)，要是有人問(wèn)一句：你可知道這是什么電機(jī)?可能我們只能微微一笑，或者是求助度娘了!

不管是美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，德國(guó)的“工業(yè)4.0”，還是中國(guó)的“中國(guó)制造2025”，在電機(jī)的選擇上大多是伺服電機(jī)與變頻電機(jī)。但是要詳細(xì)的區(qū)分伺服電機(jī)與變頻電機(jī)，似乎并不是一件容易的事!

第一個(gè)概念是交流電機(jī)里的變頻≠伺服。

變頻器就像是節(jié)奏大師手里的那把琴，琴聲可千變?nèi)f化!類(lèi)似的，變頻是將工頻的50Hz,60Hz的交流電先整流成直流電，然后通過(guò)可控開(kāi)關(guān)器件(IGBT,IGCT等)，載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形。簡(jiǎn)單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度。但現(xiàn)在很多變頻電機(jī)已經(jīng)將交流電機(jī)的定子磁場(chǎng)UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩兩個(gè)電流的分量。這樣既可以控制電機(jī)的速度也可以控制電機(jī)的力矩。

伺服控制可比作是捕食時(shí)的蒼鷹。蒼鷹捕食動(dòng)作之快，目標(biāo)定位之準(zhǔn)!同樣的伺服控制就是精準(zhǔn)定位和快速響應(yīng)。伺服是將電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)都閉合才能進(jìn)行的控制。交流伺服的本質(zhì)就是在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過(guò)變頻的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)。

知道伺服電機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造就可揭開(kāi)伺服電機(jī)的面紗。

伺服電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上有兩個(gè)繞組，勵(lì)磁繞組和控制繞組。其內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵或者是感應(yīng)線圈，導(dǎo)磁材料，轉(zhuǎn)子在由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)伺服電機(jī)自帶編碼器，驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)的接受到編碼器的反饋信號(hào)，再根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。由此不難看出，伺服電機(jī)的控制精確度很大程度決定于編碼器的精度。

既然有了伺服電機(jī)那為何還要變頻電機(jī)的存在?

目前比較通用的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服電機(jī)，但這種電機(jī)受工藝的限制，功率很難做大，十幾千瓦以上的同步伺服價(jià)格昂貴。于是人們更愿意去選擇控制性能略孫一籌的交流異步伺服電機(jī)。這時(shí)的驅(qū)動(dòng)器就是由高端變頻器和帶編碼器反饋環(huán)進(jìn)行控制的。

變頻電機(jī)在速度控制和力矩控制要求不高的場(chǎng)合應(yīng)用較多，也有在加有位置反饋信號(hào)后構(gòu)成位置閉環(huán)控制的變頻電機(jī)，但其精度和響應(yīng)都不高;伺服電機(jī)一般應(yīng)用在有嚴(yán)格控制要求，精度和響應(yīng)要求高的場(chǎng)合。

總得來(lái)說(shuō)，能用變頻控制的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合幾乎都能用伺服控制取代。但伺服電機(jī)與變頻電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，有兩大明顯區(qū)別。一是伺服電機(jī)的價(jià)格要遠(yuǎn)高于變頻電機(jī);二是變頻器的功率最大能做到幾百Kw，甚至更高，但伺服最大也就到幾十Kw。

新的產(chǎn)品的研發(fā)離不開(kāi)測(cè)試，要想對(duì)變頻電機(jī)和伺服電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確參數(shù)測(cè)試，那必須要滿(mǎn)足電機(jī)頻率帶寬的要求。