变频电机与伺服电机的区别

　　在实际生活中，我们见过很多电动机，但我们仅仅知道它是电动机，如果有人问一句：你可知道这是什么电动机？可能我们只能微微一笑或者求助度娘了。


　　不管是美国的“工业互联网”，德国的“工业4.0”，还是中国的“中国制造2025”，在电机的选择上大多是伺服电机与变频电机，但要详细区分伺服电机与变频电机，似乎并不是一件容易的事情。


　　第一个概念是交流电机里的变频、伺服。


　　变频器就像是节奏大师里的那把琴，可以把琴声千变万化。类似的，变频将工频的50HZ，60HZ的交流电先调整为直流电，然后通过可控开关器件（IGBT，IGCT等），载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形。简单的变频器只能调节交流电机的速度。但现在很多变频电机已经将交流电的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩两个电流的分量。这样既可以控制电机的速度也可以控制电机的力矩。


　　伺服控制可以比作是捕食时的苍鹰。苍鹰捕食目标动作之快，目标定位之准。同样的，伺服控制就是精准定位和快速响应。伺服是将电流环、速度环、位置环都闭合才能进行控制的。交流伺服的本质就是在直流电机的伺服控制的基础上通过变频和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这一环节。


知道伺服电机的内部构造就可以揭开伺服电机的面纱。

　　伺服电机主要由定子和转子构成，定子上有两个绕组，励磁绕组和控制绕组。其内部的转子是永磁铁或者是感应线圈，导磁材料，转子在由励磁绕组产生的旋转磁场的作用下转动。同时伺服电机自带编码器，驱动器实时的接收到编码器的反馈信号，再根据反馈值与目标值进行比较来调整转子转动的角度。由此不难看出，伺服电机的控制精确度很大程度取决于编码器的精度。


　　既然有了伺服电机为何还要变频电机的存在？


　　目前比较通用的交流伺服电机多为永磁同步伺服交流电机，但这种电机受工艺的限制，功率很难做大，十几千瓦以上的伺服电机价格昂贵。于是人们更愿意去选择控制性能略逊一筹的交流异步伺服电机。这时的驱动器就是高端变频电机和带编码反馈环进行控制的。


　　变频电机在速度控制和力矩控制要求不高的场合应用较多，也有加在位置反馈信号后构成位置闭环控制的变频电机，但其精确度和响应度都不高，伺服电机一般应用在有严格控制要求，精确度和响应度要求高的场合。


　　总得来说，能用变频控制的应用场合几乎都能用伺服控制取代。但伺服电机与变频电机在实际应用中，有两大明显的区别。一是伺服电机的价格要远高于变频电机；二是变频器的功率最大能做到几百KW，甚至更好，而伺服最大也就到几十KW。


　　新的产品研发离不开测试，要想对变频电机和伺服电机进行准确的参数测试，那必须要满足电机频率带宽的要求。