淺析伺服電機與變頻器的比較

伺服驅(qū)動器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流電機，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)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的高端產(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。電機起動時，起動電流和電壓很高，這對電機電樞線圈不利，所以用電機啟動器降低電機啟動時的電流和電壓。
      伺服就是一個提供閉環(huán)反饋信號來控制位置和轉(zhuǎn)速，伺服電機驅(qū)動器接收電機編碼器的反饋信號，并和指令脈沖進行比較，從而構(gòu)成了一個位置的半閉環(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)動器假設(shè)為變頻器，把伺服電機設(shè)為普通的異步電機即可，換言之，伺服驅(qū)動器可以根據(jù)我們的需要設(shè)定功能參數(shù)并發(fā)送給伺服電機，伺服電機就會按照伺服驅(qū)動器功能參數(shù)的設(shè)定值來進行工作，只不過伺服驅(qū)動器與伺服電機這個組合的控制精度要遠大于變頻器與普通電機的組合。
      交流伺服的發(fā)展借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機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，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和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電。進行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運算，主要的一點可以進行精確的位置控制。
     從應(yīng)用角度而言，兩者各自優(yōu)勢可以從速度穩(wěn)定性、加載負載穩(wěn)定性、控制對象上進行對比。伺服驅(qū)動器一般控制同步電機，變頻器一般控制異步電機。變頻器主要功能是調(diào)速，伺服在調(diào)速、定位、精度上更高，功能也更強大。對升降速、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。當然，從控制原理上來講，如果變頻器匹配相應(yīng)的編碼器，也可以達到直流無刷矢量伺服電機的性能要求。
      伺服驅(qū)動器發(fā)展了變頻技術(shù)，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運算，主要的一點可以進行精確的位置控制。
      近年來，高端變頻技術(shù)在不斷發(fā)展，配合機電時間常數(shù)小的電機也能完成伺服的精確定位跟蹤工程，特別是在大功率場合，伺服本身的功能就是精確快速定位跟蹤，變頻器做到這個程度那就是伺服了，目前從企業(yè)的發(fā)展來看，變頻器廠家推出伺服產(chǎn)品，無論是在技術(shù)基礎(chǔ)還是在銷售渠道商都占據(jù)一定的優(yōu)勢，已經(jīng)成為越來越多的變頻器廠家的發(fā)展方向。