高精度伺服，伺服与变频有何异同

一、高精度伺服的定义：

“伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系统。　

　（1）伺服系统：是使物体的位置、方位、状态等输出，能够跟随输入量（或给定值）的任意变化而变化的自动控制系统。

　　（2）在自动控制系统中，能够以一定的准确度响应控制信号的系统称为随动系统，亦称伺服系统。

　　高精度伺服的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、速度和位置控制得非常灵活方便。

二、伺服的组成：
　　伺服系统可分为开环、半闭环、闭环控制系统。 具有反馈的闭环自动控制系统由位置检测部分、偏差放大部分、执行部分及被控对象组成。

三、伺服的性能要求：
　　伺服系统必须具备可控性好，稳定性高和适应性强等基本性能。说明一下，可控性好是指讯号消失以后，能立即自行停转；稳定性高是指转矩随转速的增加而均匀下降；高精度强是指反应快、灵敏、响态品质好。

四、伺服的种类：
　　通常根据伺服驱动机的种类来分类，有电气式、油压式或电气—油压式三种。 伺服系统若按功能来分，则有计量伺服和功率伺服系统；模拟伺服和功率伺服系统；位置伺服和加速度伺服系统等。 　　电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。

艾威图伺服P系列产品性能可靠，价位适中且包含了伺服驱动器的基本功能，适用高精度控制。

艾威图高精度伺服P系列产品特性：
       速度响应大于200HZ；
       速度波动小于0.03%；
       支持17bit总线式编码器；
       控制精度为1/131072；
       接受脉冲频率范围0——500KHz。

覆盖功率：单相220V，0.4KW~1.0KW； 三相220V，1.0KW~2.5KW；

艾威图伺服分为三个系列：

W系列：经济适用型产品；

F系列：适用全面，性价比高；

P系列：高精度控制伺服产品。

艾威图P系列高精度伺服的技术参数：

伺服与变频有何异同？

伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节，伺服驱动器中同样存在变频（要进行无级调速）。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制，这是很大的区别。除此外，伺服电机的构造与普通电机是有区别的，要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服，但这种电机受工艺限制，很难做到很大的功率，十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵，这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服，这时很多驱动器就是变频器，带编码器反馈闭环控制。所谓高精度伺服就是要满足准确、精确、快速定位，只要满足就不存在伺服变频之争。

一、伺服与变频器两者的共同点：

    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）

二、谈谈变频器：

    简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，现在大多数能进行力矩控制的的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节；这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。

三、谈谈伺服：

    驱动器方面：伺服驱动器在发展了变频技术的前提下，在驱动器内部的电流环，速度环和位置环（变频器没有该环）都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算，在功能上也比传统的变频强大很多，主要的一点就是对位置要求高精度控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置（当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里），驱动器内部的算法和高精度的计算以及性能更优良的电子器件使之更*于变频器。

  电机方面：伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机），也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时，伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机，电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号，而是电机本身就反应不了，所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的，有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机！！！

伺服则交流同步伺服常见。 

  四、伺服与变频的应用

   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：

   1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器，也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的，精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的，但好象不能直接控制位置。

   2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现，还有就是伺服的响应速度远远大于变频，有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制，能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代，关键是两点：一是价格伺服远远高于变频，二是功率的原因：变频zui大的能做到几百KW，甚至更高，伺服zui大就几十KW。现在伺服也能做到几百KW了。

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。电机起动时，起动电流和电压很高，这对电机电枢线圈不利，所以用电机启动器降低电机启动时的电流和电压。伺服驱动器就是一个提供闭环反馈信号来控制位置和转速，伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号，并和指令脉冲进行比较，从而构成了一个位置的半闭环控制，使被控系统工作在设定状态。

PLC发出的脉冲控制伺服驱动器，而驱动器控制伺服电机的动作，编码器是与伺服电机连接到一起的，检测伺服电机的动作情况，通过PLC的高速计数器检测自身发出的脉冲数，以实现控制系统的闭环控制。

供电没有区别。只是在控制上，伺服具有三环控制，即：位置环，速度环，电流环。而变频器则没有这三环。这也是伺服与变频的主要区别。

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