bsport体育:变频器和伺服系统的工作原理及区别

　　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其他形式的反馈控制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。

　　变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要采用交—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。一个是满足一般工业应用要求，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。

　　技术含量竞争。在相同的领域中，若采购方对机械的技术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。如一些数控机床、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。

　　1 前言 医学治疗仪 的服务对象是人，由此决定了对其传动控制系统要求的严格性，尤其是用于治疗颈椎病和腰椎间盘突出症的治疗设备，对传动系统的安全性和准确性提出了 更高的要求：绝对不允许失速，不允许越位，且停车准确。同时为了简化机械部分的设计及减少相关的 传感器 ，从机电一体化的原则考虑，将大部分控制功能由电气 控制来完成。 治疗仪传动系统要求电机转速控制在100～250r/min之间，再通过50∶1的机械减速器减速，传动扭矩 1.5Nm。摆动幅度要求为颈椎：±30°～±60°;腰椎:±60°～±100°；起终点均应控制在中心位置。转速及摆幅均应根据具体病例可调。 2 智能化全数字式专用 变频器 的设计 （1

　　的设计方案 /

　　伺服驱动器的概念和工作原理 伺服驱动器是一种电子设备，它通过向伺服电机提供适当的信号控制其转动，从而实现对控制工件位置、速度、加速度等多种运动参数的精确控制。它广泛应用于工业生产自动化领域的运动控制系统中，比如橡胶、塑料、纸张、印刷、包装、木工、石材、玻璃、金属、电子等产业中。 伺服驱动器的工作原理主要由以下几个部分组成： 1. ：主要由数字信号处理器(DSP)和控制算法构成，用于计算电机的位置、速度和加速度等控制参数，然后向伺服驱动器输出调制的PWM信号。 2. 伺服电机：伺服电机是一种交流电机，通过接收伺服驱动器的PWM信号控制转子的位置、速度和加速度等参数，实现精准运动控制。 3. 传感器：传感器主要用于反馈

　　变频直流过压故障产生的主要有电源输入侧引起的过电压现象，负载侧引起的过电压现象，以及变频内部损坏出现的过电压现象。 过电压主要表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器的直流电压为三相全波整流后的平均值，若以线V 计算，则平均直流电压 Ud=1.35U 线V。当过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上升到 800V 左右，变频器保护动作。 变频器原理图 一、电源输入侧过电压分析 过电压主要表现在变频器直流母线 处）的直流电压上。正常工作时，变频器的直流电压为三相全波整流后的平均值，若以线V 计算，则平均直流电压 Ud=1.35U 线V。当过电压发生时

　　直流过压故障分析及处理方法 /

　　变频器能够成功的应用到各种负载中,得到长期稳定的运行,现场调试很关键,必须按照相应的步骤进行。       1.1 变频器的空载通电前的检验       （1）将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上;       （2）将变频器的接地端子接地;       （3）确认变频器名牌标签的电压频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电;       （4）主接触器吸合，风扇运转，用万用表ac档测试输入电源电压是否在标准规范内;       （5）熟悉变频器的操作键盘键；       以普传为例：fwd（正向运行键：令驱动器正向运行）、rev（反向运行键：令驱动器反向运行）、esc/displ（退出/显示键：退出功能项的数

　　变频器的设定参数较多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象，因此，必须对相关的参数进行正确的设定。 1.控制方式 即速度控制、转距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。 2.最低运行频率 即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。 3.最高运行频率 一般的变频器最大频率到 60Hz ，有的甚至到 400 Hz ，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离

　　1 引言 交-直-交变频器的中间直流环节如果是用大电容平波通常称为电压源型变频器。如果分开来称呼，则其后端逆变器部分叫电压源逆变器（vsi），产品gb和iec标准也是这种称呼。其前端整流部分对电网而言是一个谐波源，也就叫电压型谐波源。与此相对照，交—直—交变频器的中间直流环节如果用大电感平波就分别称为电流源型变频器、电流源逆变器（csi）、电流源型谐波源。之所以要特别区分变频器为电压源和电流源两大类是因为他们的交流输入电流波形和变频后输出的交流电压和交流电流的波形及性能都有很大的不同。  2 电压源逆变器（vsi） 国内应用的低压变频器几乎全是电压源型，中间直流是用电容平波，直流电压比较稳定，

　　性能对比的讨论 /

　　要看测量目的和万用表的测量原理： 1、通常我们说的变频器输出380V、50Hz，是指其基波（正弦波）为380V、50Hz。变频器实际输出波形为PWM波，除了基波外，还包含载波信号。载波信号频率要比基波高得多，且是方波信号，包含大量的高次谐波。 2、普通万用表一般只能测量45~66Hz或45~440Hz的交流正弦波。部分真有效值万用表的测量频率范围要宽得多，许多人认为可以用于变频测量、测试。其实不然，因为这种表测量结果把基波和载波都包含进去了。比如上述变频器，380V输出时，测量结果一般在400V以上。 3、用于变频测试的仪表应具备在各种PWM波形中分解出其基波的能力，严格测量需采用数字信号处理的方式，也就是高速采样得到

　　一、前言 一家主要生产乙肝疫苗的制药公司,由净化中央空调设备提供生产车间的洁净环境,使生产车间各个房间的温度、湿度和压差等均能达到国家GMP规定的要求。因季节的变化，昼夜的变化，这样生产车间的各个房间对风量具有很明显的需求变化，而水泵风机的风量、水流量的调节是靠风门、节流阀的手动调节。当风量、水流量的需求减少时，风门、阀的开度减少；当风量、水流量的需求增加时，风门、阀的开度增大。这种调节办法虽然简单易行，已成习惯，但它是以增加管网损耗，耗费大量能源在风门、阀上作为代价的。而且该中央空调在正常工作时，大多数风门及阀的开度都在50%-60%，这说明现有中央空调水泵风机设计的容量要比实际需要高出很多，严重存在“大马拉小车”的现象，造

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