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伺服和变频技术的差异比较剖析

time:2020-12-10    Author: Smart Star

  刚入行就总是会听到有人谈论“伺服和变频之间的差异”,不过我一向觉得,将他们放在一起比较其实是不可慎重的,变频其实是指电力传动的作业方法和结构原理,而伺服侧重的是控制功用和运用效果,二者并不是同一个领域内的概念。

  假定真的要把他们放在一起比较的话,或许用“相同选用变频驱动技能,沟通伺服与一般的变频(电机)驱动系统比较有哪些特别之处”这样的提法会显得更适宜些。而要了解这一点,我们首要仍是要来看一下这二者别离面对着怎样的运用方针和场景。一般的变频驱动系统,处理的是为设备机电系统供给机械传动所需动力的问题,用以驱动负载产生速度、压力,有时也会用于结束简略的方位控制;而伺服系统的目的则是为了给系统供给高动态、高精度的方位、速度或转矩/力的控制。正是这种在运用方针上的巨大不同,让这两种“变频驱动”系统在许多方面都表现出极大的差异。具体来说,可以从以下几个方面进行比较: 

  控制接口

  一般变频驱动系统关于速度、压力、方位...等运用方针在指令更新的时间精度上往往并没有太高的要求,这当然与其相对较低的运用精度有很大的联络。新的控制指令数据迟早几个毫秒送达,对驱动功用的影响简直可以不必考虑,输入指令的刷新周期出现个几毫秒甚至几十毫秒的过错,根柢上也是可以承受的。因而,我们可以看到以往的变频器一般会选用模拟量或许现场总线作为其控制指令的输入端口;而虽然现在以太网技能在变频器产品中现已越来越广泛,但却也很少有运用实时以太网的。

而伺服系统就不同了,较高的控制精度要求其有必要将每次指令更新的时间刻度精确到美妙级,并可以以极为供认的时间周期进行实时的数据交互。不然,失之毫厘便会谬以千里,无法抵达所需的运动控制功用。这便是为什么长期以来,伺服驱动器都需求运用高频脉冲串和专用运控总线作为控制输入的一个重要原因;而假定要将以太网作为伺服驱动的控制端口。

  动态特性

  在自动化运用中,只要是闭环控制系统,就需求可以在必定的时间窗口内对运用负载端的动作过错作出反响并及时调度,变频驱动如此,沟通伺服也是相同。但因为伺服系统常常需求应对较高的控制精度,须能以更快的速度对更加纤细的过错作出照料,因而其照料调度的时间周期也就有必要更短,一般都得是毫秒甚至微秒级的。与此相对应,许多伺服产品的速度频响带宽(BandWidth)都可以抵达 kHz 等级。而反观一般的变频驱动产品,这个频响带宽往往也就在几百 Hz。

  运用反响

  要可以及时照料运用端的动作过错,天然离不开来自负载侧的速度和方位反响。正如前文中所述,系统中是否有用于结束控制的面向运用方针的反响机制,是伺服差异于一般的电机传动技能的一个重要标志。一起,仍是因为在控制精度和照料速度上的高要求,伺服运用的反响往往需求具有极高的丈量精度和分辨率,以做到对包括速度、压力、方位...等在内的运用方针的任何纤细动态改动都满意活络,在这种情况下,几千线的电机反响,其结束已很难满意伺服运用的功用要求了。当然,现在通用的变频驱动系统选用闭环反响的控制方法也现已很广泛了,但总的来说,它们对运用端反响在丈量精度和分辨率等方面的各项要求远不如伺服运控系统那么高,而且多以速度反响为主,许多时分,简略的 PG 反响也就满意了。

  此外,因为伺服所面对的往往是那些要求高精度、高动态照料的运用环境,因而整体负载也会相对较轻,其整体输出功率的规划一般也就在几十千瓦以内,比起以动力传动见长的变频驱动系统来说会小许多;而那些负载较重的运控运用,一般都并不会有过高的照料特性需求,一般来说异步变频也是可以满意要求的。上述伺服和变频的技能比较,更多其实仍是侧重在运用的角度来看待它们二者之间的不同,而并没有涉及到太多关于产品本身的部分。

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