变频器和伺服系统的工作原理及区别

日期 : 2023-12-08 作者: 代理进出口

工艺要求

  1.   变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。变频器可驱动变频电机、普通交流电机,主要是充当调节电机转速的角色。变频器通常由整流单元、中间电路、逆变器和控制器四部分组成。

      伺服系统是使物体的位置、方位、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管理系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。

      伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制管理系统。又称随动系统。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和别的形式的反馈控制管理系统没有原则上的区别。

      伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件(电机、液压缸)、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构,PLC、以及专门的运动控制卡,工控机+PCI卡,以便给伺服驱动器发送指令。

      变频器的调速原理主要受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个因素。转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0-50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。

      变频调速是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要是采用交—直—交方式,先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分所组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

      伺服系统的工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环,通过这3个闭环调节,使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统,达到的稳态平衡也是动态的平衡。

      三、两者的共同特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PWM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/p,n转速,f频率,p极对数)。

      1. 过载能力不同。伺服驱动器一般具有3倍过载能力,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩,而变频器一般允许1.5倍过载。

      2. 控制精度。伺服系统的控制精度远高于变频,通常伺服电机的控制精度是由电机轴后端的旋转编码器保证。有些伺服系统的控制精度甚至达到1:1000

      3. 应用场合不同。变频控制与伺服控制是两个范畴的控制。前者属于传动控制领域,后者属于运动控制领域。一个是满足普通工业应用要求,对性能指标要求不高的应用场合,追求的是低成本。另一个则是追求高精度、高性能、高响应。

      4. 加减速性能不同。在空载情况下伺服电机从静止状态加工到2000r/min,用时不会超20ms。电机的加速时间跟电机轴的惯量以及负载有关系。通常惯量越大加速时间越长。

      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,主要的竞争集中在:

      技术含量竞争。在相同的领域中,若采购方对机械的技术方面的要求较高并较为复杂,则会选择伺服系统。反之则会选择变频器产品。如一些数字控制机床、电子专用设备等高科技机械均会首选伺服产品。

      价格竞争。大多数采购方会顾虑成本,常常把技术忽略而首选价格较低的变频器。众所周知,伺服系统的价格差不多是变频器产品的几倍。

      拿到不知好坏的变频器测试要分三步。 第一步静态测试(不通电),用指针万用表的1K档测变频器的主回路,主回路包括交流输入电源部分,交流整流成直流再滤波电路,其中还有个缓冲限流电路,再就是逆变电路,测量方法是用红表笔接变频器直流电源的P端,黑表笔依次测变频器的输入端R,S,T及输出端U,V,W,测阻值为5K左右为正常,然后黑表笔接变频器直流电源的N端,红表笔依次测变频器的R,S,T,及U,V,W测得阻值也是5K左右那变频器主回路基本正常。 第二步空载测试,给变频器上电看变频器能不能系统自检,要是不报故障待机正常,接着可以空载运行测试。 第三步带载测试,主要是检测变频器有没有隐性故障,这步测试要让变频器带负载多运转一会。

      如何测好坏 /

      如今步进电机、直流电机和无刷直流电机都使用电机控制器,目的是可以使它们的应用场景范围更广泛,并且根据它们的驱动方式便可分辨;但是变频器也常常使用与电机,那么这两种器件有啥不一样的区别呢? 1、定义:电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向,速度,角度,响应时间来进行工作的;而变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备的 2、组成:电机控制器是采用大功率智能模块、优良的冷却散热系统、可靠的电源控制管理系统、闭环采样反馈控制管理系统优化组成;而变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 3、特点:电机控制器具

      变频器的精确挑选关于操控体系的正常作业对错常要害的。挑选变频器时有必要要充沛了解变频器所驱动的负载特性。咱们在实习中常将出产机械分为三品种型: 恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。 1、恒转矩负载 负载转矩TL与转速n无关,任何转速下TL总坚持安稳或根柢安稳。例如传送带、拌和机,揉捏机等抵触类负载以及吊车、跋涉机等位能负载都归于恒转矩负载。变频器拖动恒转矩性质的负载时,低速下的转矩要满意大,而且有满意的过载才调。假定需求在低速下稳速作业,应当思考规范异步电动机的散热才调,防止电动机的温升过高。 2、功率负载 机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜出产线中的卷取机、开卷机等恳求的转矩,大体与转速成反比,这即

      变频器是利用电力半导体器件的通断功能,将工频 电源 变换为另一频率的电能控制装置,具有节能和调速作用,能轻松实现 自动 控制和高精度控制的目的。鉴于变频器在行业中发挥的及其重要的作用,怎么样去使用好、维护好变频器,特别是在变频器出现故障时,如何快速查出并解决变频器故障特别的重要。下面,笔者结合实际,对变频器的使用和维护办法来进行了总结。       1.要有良好的接地线       工厂的地线很少断,但一旦断了,变频器非常容易被烧坏。因为如果有一台电机漏电,又恰好工厂的地线断掉,强电就会经变频器地线反串入变频器主板,使主板接线端出现强电打火,烧坏主板。所以,要有良好的接地线.防止变频器扰

      有关变频器的小知识,变频器的制动方式有哪几种,制动是指电动机运行过程中因故障保护或人为主动停机时采取的技术措施,变频器的制动方式有能耗制动、回馈制动、直流制动和直流回馈制动等四种。 变频器的制动方式 一、能耗制动 能耗制动方式通过斩波器和制动电阻,利用设置在直流回路中的制动电阻来吸收电机的再生电能,实现变频器的快速制动。 优点:构造简单、对电网无污染(与回馈制动作比较)、成本低廉; 缺点:运行效率低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。 二、回馈制动 回馈制动方式是采用有源逆变技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,以此来实现制动。实现能量回馈制动要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件

      变频器日常问题   在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器发生故障,如何去判断是哪一部分问题,在这里略作介绍。 一、静态测试   1、测试整流电路   找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障

      1 引言 目前市场上变频器的制动方法大致有三种:能耗制动,直流制动,回馈(再生)制动。 目前关于制动电阻的计算方式有很多种,从工程的角度来讲要精确的计算制动电阻的阻值和功率在实际应用过程中不是很实际,主要是部分参数无法精确测量。目前通常用的方法就是估算方法,由于每一个厂家的计算方式各有不同,因此计算的结果不大一致。 2 制动电阻的介绍 制动电阻是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种:波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量,并选用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不被老化,延长常规使用的寿命,台达原厂配置的就是这样的电阻;

      制动电阻介绍及阻值和功率计算方法 /

      电机变频器是利用电力半导体器件的通断作用,将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。不少行业都有用到电机变频器。民熔小课堂就在想大家遇到电机变频器的疑惑点,参数还是电机变频器使用的重点。 变频器是工业上常用的驱动功率器件,一般被用于驱动异步电机的调速运行。当然随着目前技术的发展,变频器所能完成的工作已经不仅仅只有电机的调速了,通过变频器上丰富的接口还能轻松实现更多控制层面的功能。 变频器基本信息参数设置 首先是频率设定: 启动频率:此参数用来设定启动时电机从多少频率开始运转。运行频率:根据生产情况调节好电机运转后的旋转频率。频率上下限:这个参数避免用户误操作使频率过高,烧坏电机。 然后频率给定方式: 面板调速:能够最终靠面板的按

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