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工業(yè)控制中伺服和變頻器的定義及工作原理

2019-12-24  閱讀(879)

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伺服驅(qū)動器是用來驅(qū)動伺服電機的,伺服電機可以是步進電機,也可以是交流異步電機,主要為了實現(xiàn)快速、精確定位,像那種走走停停、精度要求很高的場合用的很多。

 

變頻器就是為了將工頻交流電變頻成適合調(diào)節(jié)電機速度的電流,用以驅(qū)動電機,現(xiàn)在有的變頻器也可以實現(xiàn)伺服控制了,也就是可以驅(qū)動伺服電機,但伺服驅(qū)動器和變頻器還是不一樣的!可伺服和變頻器的區(qū)別究竟是什么,請看小編為您分解。

 

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制裝置,能實現(xiàn)對交流異步電機的軟啟動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因素等功能。變頻器可驅(qū)動變頻電機、普通交流電機,主要是充當調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的角色。變頻器通常由整流單元、高容量電容、逆變器和控制器四部分組成。

 

工業(yè)控制中伺服和變頻器的定義及工作原理

伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)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制系統(tǒng)。主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理,使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。

 

伺服系統(tǒng)是用來精確地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。又稱隨動系統(tǒng)。在很多情況下,伺服系統(tǒng)專指被控制量(系統(tǒng)的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng),其作用是使輸出的機械位移(或轉(zhuǎn)角)準確地跟蹤輸入的位移(或轉(zhuǎn)角)。伺服系統(tǒng)的結構組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。

 

伺服系統(tǒng)按所用驅(qū)動元件的類型可分為機電伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和氣動伺服系統(tǒng)。基本的伺服系統(tǒng)包括伺服執(zhí)行元件(電機、液壓缸)、反饋元件和伺服驅(qū)動器。若想讓伺服系統(tǒng)運轉(zhuǎn)順利還需要一個上位機構,PLC、以及專門的運動控制卡,工控機+PCI卡,以便給伺服驅(qū)動器發(fā)送指令。

 

變頻器的調(diào)速原理主要受制于異步電動機的轉(zhuǎn)速n、異步電動機的頻率f、電動機轉(zhuǎn)差率s、電動機極對數(shù)p這四個因素。轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比,只要改變頻率f即可改變電動機的轉(zhuǎn)速,當頻率f在0-50Hz的范圍內(nèi)變化時,電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻調(diào)速就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。主要采用交—直—交方式,先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制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(huán)節(jié)、逆變和控制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(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

 

伺服系統(tǒng)的工作原理簡單的說就是在開環(huán)控制的交直流電機的基礎上將速度和位置信號通過旋轉(zhuǎn)編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等反饋給驅(qū)動器做閉環(huán)負反饋的PID調(diào)節(jié)控制。再加上驅(qū)動器內(nèi)部的電流閉環(huán),通過這3個閉環(huán)調(diào)節(jié),使電機的輸出對設定值追隨的準確性和時間響應特性都提高很多。伺服系統(tǒng)是個動態(tài)的隨動系統(tǒng),達到的穩(wěn)態(tài)平衡也是動態(tài)的平衡。

 

 

 

 

 

 

 

 

(來源:網(wǎng)絡,版權歸原作者)

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