（已结束）2010-10-27-工控擂台-伺服和变频有什么区别？ 点击：524 | 回复：17
伺服大部分情况是应用在位置控制上，通过脉冲数来控制具体的位置，比如说想让一个丝杆走5毫米的距离就可以发10000个脉冲给伺服电机（假设丝杆导程为5毫米，伺服10000脉冲转一圈），而变频器大部分是应用在速度控制上，比如说电梯，在启动和停止的过程要有一个加速和减速的过程，这个过程就是用变频器来控制速度的。伺服的基本概念是准确、精确、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。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。现在市面上流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端变频器，带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位，只要满足就不存在伺服变频之争。
两者比较：
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精确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精确的位置控制。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更精确的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。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。
不过,高端闭环矢量变频器精度也能满足很多应用场合.大功率情况,例如100KW的电机,用伺服就太贵了.用变频器上的编码器信号反馈到上端的运动控制器,也可实现(位置)闭环控制.尽管动态性能变频器比不上伺服,但稳态精度也不差.和伺服一样,取决于连接系统的机械特性和编码器分辨率.；
其实变频是伺服的一个重要部分，对变频的内部进行闭环的精确控制就成为了伺服了
伺服放大器不能接普通电机，虽然交流伺服电机与普通三相电机原理上相同，除非普通电机的功率很小。如果控制器输出的是PWM脉冲,它可以与变频器组成一个闭环系统。
交流伺服电机与普通电机有很多区别，按道理如果功放通流容量足够的话是可以接普通三相电机的，这一点往往是满足不了的。普通电机通常功率很大，尤其是启动电流很大，伺服放大器的电流容量不能满足要求。你从电机的尺寸就可以知道原因了。
准确的说伺服系统既有开环系统，也有闭环系统。变频器是改变电源频率和电压，它是一种电源可供更多机床作为无级调速应用。伺服是改变角位移和角速度来达到数控机床的自动加工。
伺服的额定速度比一般异步电机高的多，并且可以控制转速和位移，而一般的变频器只侧重于转速控制，适用于开环调速，而伺服可以做到精确定位，速度环控制响应比变频器加外围速度控制更直接，动态响应好。
还有一个问题，就是伺服电机都是同步电机，其转子转速就是电机的实际转速，不存在速度差，而变频器控制对象是异步电机，其实际转速跟转子转速存在着转差，所以它本身电机在速度就不是很稳定。
变频与伺服的关系及应用 随着工业水平的发展,自动话水平的提高,变频技术和伺服在工业自动化控制上有着广泛的应用,在这里 我简单介绍它们之间的联系.
变频技术: 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.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著名品牌的变频器都 是采用这样方式控制力矩, UVW 每相的输出要加摩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;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.
伺服系统: 1,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精确的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 的一点可以进行精确的位置控制.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 和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器. 2,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.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!
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 PW M 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/2p ,n 转速,f 频率, p 极对数).
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:变频最大的能做到几百 KW,甚至更高,伺服最 大就几十 KW.伺服的基本概念是准确,精确,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.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.现在市面上流 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端 变频器,带编码器反馈闭环控制.
对：jiaoanpeng 关于
偶的理解伺服因为应用到仪表的控制上，由于仪表本来的信号就很微弱，所以要求的精度高，加上本身的各种反馈，所以伺服的控制质量比较高，变频由于控制的是机泵，最终作用的是介质，于同我们的调节阀，是一个粗量控制，且由于是在线控制始终处于调节，因此不需要很高的精度。其实变频器、机泵、现场介质参数的传感器、调节器（有的变频自身带PID)也是组成了一个负反馈的闭环控制系统。
不太理解为何说伺服用于仪表的控制？
目前我们叶片的控制，由于要求不高，直接使用的变频器+旋变编码器。也算一种位置的控制。
而变频器的应用属于调速应用为多。
伺服和变频本不是可比的类别!!!!!!!!!!!!!!!!!!
伺服:使物体的位置、方位、速度、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统.
变频:对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节.
可见伺服和变频没有本质的区别.比如一个闭环的变频器调速系统,也可称为一个速度伺服系统.
之所以有人觉得可比与有区别,大概因为伺服电机和伺服控制器与变频电机和变频器在一些场合可以互换,但又具有不同的特性!
用通俗点的话讲,其实两者是不同概念,姑且不说构造,就名字而言,伺服电机是脉冲控制转动,属于给一点动一点的控制方式.伺服控制器是少一点,给一点,都符合伺服的定义,所以加了伺服二字,变频就不多说了,大家都明白!
总而言之:
伺服是自动控制中能使控制量跟随和趋近目标量的一种控制方式的称呼,是自动控制领域的词汇.
变频在弱电的含义就不说了,强电里就是改变电源频率从而改变电机速度的电气控制技术,是电气领域的词汇
是以,两者没什么可比性!!!!!!!!!!
对：ye_w 关于回复内容：
对：jiaoanpeng 关于
偶的理解伺服因为应用到仪表的控制上，由于仪表本来的信号就很微弱，所以要求的精度高，加上本身的各种反馈，所以伺服的控制质量比较高，变频由于控制的是机泵，最终作用的是介质，于同我们的调节阀，是一个粗量控制，且由于是在线控制始终处于调节，因此不需要很高的精度。其实变频器、机泵、现场介质参数的传感器、调节器（有的变频自身带PID)也是组成了一个负反馈的闭环控制系统。
不太理解为何说伺服用于仪表的控制？
目前我们叶片的控制，由于要求不高，直接使用的变频器+旋变编码器。也算一种位置的控制。
而变频器的应用属于调速应用为多。
内容的回复：
在下认为，伺服电机输出的功率不大，也就几百W，直接控制工艺化，功率不够，而变频输出的大电流通常控制大型机泵。
- （已结帖）2011-04-5-工控擂台...
[392] - 2013.1.16－1.25每日擂台-获奖...[297]
- 请教：变压器容量选择的问题？...[691]
- （已结束）2010-12-16-工控擂台...[2796]
- （已结束）2010-11-26-工控擂台...[681]
- 焊线机中PMAC控制的接口和连...[164]
- （已结束）2010-8-19-工控擂台...[2312]
- 2011-12-11-工控擂台-变频器...[606]
- （已结帖）2011-04-4-工控擂台...[1576]
- 2013.3.21~3.24每日擂台-获奖...[211]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
