伺服與變頻器的戰場,孰強孰弱?
發布時間:2015-01-24 責任編輯:echolady
【導讀】kenengdaduoshurendourenwei,congkongzhilaikan,sifukongzhiqiyushiliangbianpinqidazhixiangtong。danshisifuqudongqikongzhitongbudianji,ershiliangbianpinqizekongzhiyibudianji,zheliangzhezhijiancongbenzhishangshibutongde,danyouyougongxing。benwenduibifenxileliangzhongkongzhiqidequbiehexiangtongdian,kanliangzhezhijian,shuigengshengyichou。
變bian頻pin器qi就jiu是shi為wei了le將jiang工gong頻pin交jiao流liu電dian變bian頻pin成cheng適shi合he調tiao節jie電dian機ji速su度du的de電dian流liu,用yong以yi驅qu動dong電dian機ji,現xian在zai有you的de變bian頻pin器qi也ye可ke以yi實shi現xian伺si服fu控kong製zhi了le,也ye就jiu是shi可ke以yi驅qu動dong伺si服fu電dian機ji,但dan伺si服fu驅qu動dong器qi和he變bian頻pin器qi還hai是shi不bu一yi樣yang的de!可伺服和變頻器的區別究竟是什麼,請看小編為您分解。
兩者定義
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換成另一頻率的電能控製裝置,能實現對交流異步電機的軟啟動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因素等功能。變頻器可驅動變頻電機、普通交流電機,主要是充當調節電機轉速的角色。變頻器通常由整流單元、高容量電容、逆變器和控製器四部分組成。
伺服係統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控製係統。主要任務是按控製命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理,使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控製的非常靈活方便。
伺服係統是用來精確地跟隨或複現某個過程的反饋控製係統。又稱隨動係統。在很多情況下,伺服係統專指被控製量(係統的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的反饋控製係統,其作用是使輸出的機械位移(或轉角)準確地跟蹤輸入的位移(或轉角)。伺服係統的結構組成和其他形式的反饋控製係統沒有原則上的區別。
伺服係統按所用驅動元件的類型可分為機電伺服係統、液壓伺服係統和氣動伺服係統。最基本的伺服係統包括伺服執行元件(電機、液壓缸)、反饋元件和伺服驅動器。若想讓伺服係統運轉順利還需要一個上位機構,PLC、以及專門的運動控製卡,工控機+PCI卡,以便給伺服驅動器發送指令。
兩者工作原理
變頻器的調速原理主要受製於異步電動機的轉速n、異步電動機的頻率f、電動機轉差率s、電動機極對數p這四個因素。轉速n與頻率f成正比,隻要改變頻率f即可改變電動機的轉速,當頻率f在0-50Hz的範圍內變化時,電動機轉速調節範圍非常寬。變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的。主要采用交—直—交方式,先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控製的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控製4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環節為濾波、直流儲能和緩衝無功功率。
伺服係統的工作原理簡單的說就是在開環控製的交直流電機的基礎上將速度和位置信號通過旋轉編碼器、旋轉變壓器等反饋給驅動器做閉環負反饋的PID調節控製。再加上驅動器內部的電流閉環,通過這3個ge閉bi環huan調tiao節jie,使shi電dian機ji的de輸shu出chu對dui設she定ding值zhi追zhui隨sui的de準zhun確que性xing和he時shi間jian響xiang應ying特te性xing都dou提ti高gao很hen多duo。伺si服fu係xi統tong是shi個ge動dong態tai的de隨sui動dong係xi統tong,達da到dao的de穩wen態tai平ping衡heng也ye是shi動dong態tai的de平ping衡heng。
兩者共同點:
交流伺服的技術本身就是借鑒並應用了變頻的技術,在直流電機的伺服控製的基礎上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控製方式來實現的,也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環節:變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電,然後通過可控製門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率和PWM調節逆變為頻率可調的波形類似於正餘弦的脈動電,由於頻率可調,所以交流電機的速度就可調了(n=60f/p,n轉速,f頻率,p極對數)。
兩者區別在於:
1. 過載能力不同。伺服驅動器一般具有3倍過載能力,可用於克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩,而變頻器一般允許1.5倍過載。
2. kongzhijingdu。sifuxitongdekongzhijingduyuanyuangaoyubianpin,tongchangsifudianjidekongzhijingdushiyoudianjizhouhouduandexuanzhuanbianmaqibaozheng。youxiesifuxitongdekongzhijingdushenzhidadao1:1000。
3. yingyongchanghebutong。bianpinkongzhiyusifukongzhishilianggefanchoudekongzhi。qianzheshuyuchuandongkongzhilingyu,houzheshuyuyundongkongzhilingyu。yigeshimanzuyibangongyeyingyongyaoqiu,duixingnengzhibiaoyaoqiubugaodeyingyongchanghe,zhuiqiudeshidichengben。lingyigezeshizhuiqiugaojingdu、高性能、高響應。
4. 加減速性能不同。在空載情況下伺服電機從靜止狀態加工到2000r/min,用時不會超20ms。電機的加速時間跟電機軸的慣量以及負載有關係。通常慣量越大加速時間越長。
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國內伺服和變頻器市場情況
盡管我國的伺服技術起步較晚,由伺服電機、反饋裝置與控製器組成的伺服係統才走過50個ge年nian頭tou而er已yi。但dan不bu可ke否fou認ren的de是shi,中zhong國guo製zhi造zao業ye開kai始shi逐zhu漸jian意yi識shi到dao伺si服fu係xi統tong在zai提ti高gao產chan品pin競jing爭zheng力li方fang麵mian發fa揮hui的de作zuo用yong越yue來lai越yue大da。伺si服fu係xi統tong強qiang勁jin的de市shi場chang需xu求qiu開kai始shi漸jian露lu頭tou角jiao。相xiang信xin不bu久jiu之zhi後hou,伺si服fu係xi統tong新xin一yi輪lun的de增zeng長chang史shi必bi將jiang續xu寫xie另ling一yi個ge“中國變頻器”的發展史。主要分析原因如下:
首先,隨著中國經濟整體形式的向好發展,很多伺服重點應用行業如機床、電子專用設備、醫療器械、混合動力汽車、新xin能neng源yuan等deng行xing業ye因yin經jing濟ji政zheng治zhi原yuan因yin,恢hui複fu程cheng度du大da大da超chao過guo人ren們men的de預yu期qi水shui平ping。此ci等deng行xing業ye的de發fa展zhan直zhi接jie導dao致zhi伺si服fu市shi場chang的de需xu求qiu旺wang盛sheng,使shi得de眾zhong多duo國guo產chan伺si服fu品pin牌pai紛fen紛fen崛jue起qi。而er隨sui著zhe工gong業ye化hua進jin程cheng的de加jia快kuai,產chan業ye升sheng級ji與yu進jin口kou替ti代dai也ye推tui動dong了le伺si服fu產chan品pin的de大da量liang使shi用yong,節jie能neng、zengchanxiaoguoriqumingxian。zhideyitideshi,sifuyingyongjishuzaifenglifadianxingyedechubuchengshu,anshilejienengjiantandaigeisifudeshangjijuebuyayujienengjianpaigeigaoyabianpinqidailaidejiyu。
其次,在高端領域,用戶在使用過程中最為看重的極大因素如穩定性、響應性、精jing度du,都dou是shi伺si服fu係xi統tong所suo具ju備bei的de優you勢shi所suo在zai。在zai技ji術shu要yao求qiu越yue來lai越yue高gao的de今jin天tian,誰shui擁yong有you最zui高gao的de性xing能neng,誰shui就jiu能neng獲huo得de用yong戶hu青qing睞lai,價jia格ge已yi不bu再zai是shi阻zu礙ai伺si服fu發fa展zhan的de決jue定ding因yin素su。高gao端duan市shi場chang無wu疑yi被bei伺si服fu占zhan據ju著zhe高gao地di。而er變bian頻pin器qi隻zhi是shi在zai一yi些xie較jiao為wei低di端duan的de簡jian單dan領ling域yu發fa揮hui著zhe作zuo用yong。
jubuwanquantongji,muqianguoneituichusifuchanpindechangshangchabuduoyouershiyujia。yizhiyilai,sifulingyudezhunrumenkanbidiyabianpinqilingyugao,xuduochangshanghaishijiyubianpinqijishujichushangfazhanerlai,xiangguochanchangshanghuichuandengqiye,jiuyijingkaishichuchangsifuchanyeweiqiyedailaideshijixiaoyi。huichuanyuanyoudeyanfashiliweiqizaisifulingyulizutigongyouxiaozhicheng,erpinpaiyingxianglitisheng、產能釋放和細分行業延伸,使得其在伺服市場的地位將逐年提升,2010年其伺服銷售額就達1億(yi)多(duo)人(ren)民(min)幣(bi)。究(jiu)其(qi)轉(zhuan)向(xiang)伺(si)服(fu)產(chan)品(pin)的(de)最(zui)終(zhong)原(yuan)因(yin),國(guo)家(jia)伺(si)服(fu)發(fa)展(zhan)政(zheng)策(ce)向(xiang)好(hao)可(ke)一(yi)語(yu)道(dao)破(po)玄(xuan)機(ji)。在(zai)七(qi)大(da)戰(zhan)略(lve)性(xing)新(xin)興(xing)產(chan)業(ye)中(zhong),機(ji)械(xie)工(gong)業(ye)占(zhan)了(le)兩(liang)個(ge)即(ji)高(gao)端(duan)裝(zhuang)備(bei)製(zhi)造(zao)業(ye)和(he)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che),且(qie)其(qi)他(ta)五(wu)個(ge)戰(zhan)略(lve)性(xing)新(xin)興(xing)產(chan)業(ye)也(ye)都(dou)需(xu)要(yao)機(ji)械(xie)工(gong)業(ye)的(de)支(zhi)撐(cheng)。由(you)此(ci)看(kan)來(lai),製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)也(ye)將(jiang)給(gei)伺(si)服(fu)發(fa)展(zhan)帶(dai)來(lai)新(xin)契(qi)機(ji)。
伺服和變頻器的市場競爭
由於變頻器和伺服在性能和功能上的不同,所以應用也不大相同,主要的競爭集中在:
技ji術shu含han量liang競jing爭zheng。在zai相xiang同tong的de領ling域yu中zhong,若ruo采cai購gou方fang對dui機ji械xie的de技ji術shu要yao求qiu較jiao高gao並bing較jiao為wei複fu雜za,則ze會hui選xuan擇ze伺si服fu係xi統tong。反fan之zhi則ze會hui選xuan擇ze變bian頻pin器qi產chan品pin。如ru一yi些xie數shu控kong機ji床chuang、電子專用設備等高科技機械均會首選伺服產品。
jiagejingzheng。daduoshucaigoufanghuigulvchengben,changchangbajishuhulveershouxuanjiagejiaodidebianpinqi。zhongsuozhouzhi,sifuxitongdejiagechabuduoshibianpinqichanpindejibei。
jinguanmuqiansifuxitongdeyingyonghaiweipuji,youqishiguochansifuxitong,beiyingyongdechanghexiangbiguowaisifuchanpinshaozhishenshao。dansuizhegongyehuajinchengdejiakuai,renmenjiangzhujianyishidaosifuxitongdeyoushisuozai,sifuxitongyejianghuodecaigoushangderenke。tongyang,guochansifujishuyebuhuizhibubuqian,buguanshijiyufenghoudelirunhuibaohaishizhenxingguojiadelishishiminggan,xiangxinhuiyouyuelaiyueduodechangshangjiangtourudaosifuxitongdeyanfalingyuzhong。jieshijiangyinglaizhongguo“伺服產業”的鼎盛時期。
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