一,电机的磁通量ф
普通的异步电机是按饱和磁通量设计。也就是想再增加磁通量是不可能的。电机转矩是跟磁通量密切相关的。
而变频电机的磁通量设计成不饱和状态,则是考虑到高次谐波会影响到磁路的饱和。
伺服电机都是同步电机,其转子转速就是电机的实际转速,不存在速度差,而变频器控制对象是异步电机,其实际转速跟转子转速存在着转差,所以它本身电机在速度就不是很稳定。 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频仅仅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。同步伺服的成本价格及其昂贵,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高端变频器,带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,所以往往只有高端的产品才采用伺服系统。
转差率
异步电机的转差率在0.9左右,对于大功率的电机,就要考虑到降压启动问题,降低启动电流。否则长期大电流的冲击定子绕组,使其匝间、对地绝綠易老化。虽然在可用软启动或用转差率调速变频器,但代价是昂贵的。
变频电机转差率接近于1,过载能力、大电流冲击、启动性能无需考虑,可直接启动、频繁调速、频繁制动。
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,主要的一点可以进行精确的位置控制。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更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。
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!!!
变频器供电变频电机系统中变频器与变频电机的匹配大多数情况下不算是什么大问题,因为一方面客户选电机一般就留有裕量,选择变频器又会在选用电机功率基础上设定足够大保险系数。今天我们就两者的匹配关系进行简单的阐述。
变频器广泛应用在了电动机的控制电路里面,提起变频器,相信很多的电工师傅都很熟悉,对于变频器的设定和参数调整,老电工都能轻松的说上一二,越来越多的电工师傅也着手于学习变频控制,我们都知道,一般情况下,变频器都是搭配着电动机一起使用的,变频器的控制非常的灵活和智能化,能够实时采集工业控制现场的状态信号,来判断该如何调整电动机的转速,例如:需要调快电机或者调慢电机等,一点不夸张的说,变频器能够让自动化控制更加的智能化和连续化,很多的变频器都需要有变频电机的相互配合才能发挥更好的作用,那么变频电机和普通电机到底有什么区别呢?对于刚入门学习变频控制的师傅都有哪些问题呢?
以能量守恒法则:
每台电机有各自的特性常数,反电动势与电机转子转速和这个特性常数成正比关系。
“反电动势=特性常数 X 转子转速”
对应这种可能出现的变频电机失速,早期常用的方法就是把电机功率和变频器功率设计的更大,要有足够的大,有足够的余量对应大电流热损,防止烧坏电机或者变频器器件,并且需要配备一个很大的配电阻箱,过电压分配将瞬间启动时的过余能量在配电阻箱平衡。这就造成电机设计的体积大,变频器效率低的浪费。而且在电机驱动加速时浪费了很多能量在热损上。
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)
伺服电机和变频电机的区别
简单的讲,伺服是一个闭环控制系统,而变频器通常工作于开环控制,所以无论从速度还是精度上,变频器都无法和伺服相比。
其实变频只是伺服的一个部分,伺服是在变频的基础上进行闭环的精确控制从而达到更理想的效果。 变频器只是一个V-F转换,用于控制电机的一个器件。而伺服是一个闭环的系统。简单说变频器主要控制电机的转速。伺服是既可以控制速度,又可以控制位置和移动量,力距,定位,从而达到精确、稳定,不会因变频而产生死机。伺服不仅能达到以上的功能,而且产生一个闭环的系统,从而避免变频器产生的辐射。变频器在变频过程中还会产生大量热量,造成温度的提高与声音,而伺服系统是不会产生这样的后果。所以说伺服系统的达到的效果是变频电机无法比拟的。
变频器与电机的匹配问题
电压匹配:变频器额定电压与电机额定电压相符。
电流匹配:普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以*大电流确定变频器电流和过载能力。变频器电流设定应不低于电机额定电流的1.1倍,*大电流一般设定为电机额定电流的1.5倍。