变频与伺服区别

[文章]伺服与变频的区别变频, 伺服简单的讲，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；不过，高端闭环矢量变频器精度也能满足很多应用场合。

大功率情况，例如100KW的电机，用伺服就太贵了，用变频器上的编码器信号反馈到上端的运动控制器，也可实现(位置)闭环控制。

尽管动态性能变频器比不上伺服，但稳态精度也不差。

和伺服一样，取决于连接系统的机械特性和编码器分辨率。

其实变频是伺服的一个重要部分，对变频的内部进行闭环的精确控制就成为了伺服了。

伺服放大器不能接普通电机，虽然交流伺服电机与普通三相电机原理上相同，除非普通电机的功率很小。

如果控制器输出的是PWM脉冲，它可以与变频器组成一个闭环系统。

交流伺服电机与普通电机有很多区别，具体你可以参考一下《电机学》方面的书籍，按道理如果功放通流容量足够的话是可以接普通三相电机的，这一点往往是满足不了的。

普通电机通常功率很大，尤其是启动电流很大，伺服放大器的电流容量不能满足要求。

你从电机的尺寸就可以知道原因了。

准确的说伺服系统既有开环系统，也有闭环系统。

变频器是改变电源频率和电压，它是一种电源可供更多机床作为无级调速应用。

伺服是改变角位移和角速度来达到数控机床的自动加工。

伺服的额定速度比一般异步电机高的多，并且可以控制转速和位移，而一般的变频器只侧重于转速控制，适用于开环调速，而伺服可以做到精确定位，速度环控制响应比变频器加外围速度控制更直接，动态响应好。

其实各位都忽略了一个问题，就是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－－-伺服电机分直流伺服电机和交流伺服电机，交流伺服电机可理解为"两相交流异步电动机"，可控性、灵敏度较好，一般用在闭环系统－－-变频器是用来改变频率和电压的，用于交流调速及其他需变频的场合。

－－-伺服是"奴隶"的意思。

变频器最大的功能就是可实现无级和可设定的多级变速，当然也可在开环和闭环状态下进行控制；变频器可以和以前的直流调速系统相比；变频器也份恒转矩和恒功率，分别对应于基速下调和基速向上调，基速向上调就类似直流调速中的弱磁调速。

目前变频器的功率可做到15000kw甚至更高，而流行的IGBT也可做到几千KW。

而伺服系统一般做不到这么大，他更适合于小功率，精密控制的速度，位移，转矩。

交流伺服和交流变频的区别其实只在于控制指标，包括稳态精度和动态性能。

先说稳态精度：交流伺服的执行单元是永磁同步电机（也有人把无刷直流系统叫做交流伺服，但电机大体上与同步电机差不多，只是控制方法不同，后面详说），它的特点是同步，就是说，当控制电机定子磁场的强度和矢量方向后，外力是难以改变转子（动子）的相对位置的，在额定力矩以内，无论外力怎样变化，转子都会自动产生一个回归力，一旦扰动撤消，转子矢量即回归原位。

变频器不然，电机转子对定子的相对位置没有记忆，扰动后不能回位。

即使加装位置传感器做位置闭环，变频器仍不能和伺服相比。

原因是，在位置-速度-力矩三闭环中，变频器实现速度闭环指标比伺服差多了。

不过，现在新出来的普通异步电机的伺服控制方案中，采用磁场行波控制，异步电机伺服控制也不是难事，指标也很高。

不过驱动器已经不是楼主说的普通变频器或者矢量变频器了再说动态指标：当伺服系统（通常以速度闭环来举例）速度环给定一个正弦波信号，则电机的速度也应以正弦规律变化。

保持给顶正弦波的（对不起，待续）保持给顶正弦波的幅值，逐渐提高正弦波的频率，电机速度的变化也会加高频率。

当给定频率提高到一定程度，通常是几十赫兹时，响应正弦波的相位发生滞后，幅度下降3db，这一点的给定频率就是响应带宽，这是伺服的一个重要指标，它表征系统的响应速度、抗扰动的能力，也极大地影响静态指标。

由于变频器内部没有线性控制电机转矩的能力（无传感器直接转矩控制DTC也是通过解算的近似方法，有控制但不精确），所以不能直接对外力波动作直接快速的反应，因此，动态性能（响应带宽）很低。

另说无刷电机控制：理想的无刷电机，其矩角特性是梯形波的，并且在换相时力矩波动很小。

但实际由于电枢反应等原因，换相时的力矩波动足以影响系统的低速运行特性，所以无刷电机伺服系统低速特性上无法与正弦波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，只要满足就不存在伺服变频之争。

伺服系统是用在小功率的定位（小于 2.2kw)。

而变频器用在大功率的定位系统中（采用同步同位卡）也可以达到精确的角度。

若在大功率中采用伺服就太昂贵了。

楼上所言已属老黄历了，现在几十KW的同步伺服有的是，只是价钱昂贵。

变频最早只是用来调速，无论同步还是异步电机都可以用，并不用来完成精确定位跟踪的工作，但近年来，高端变频器技术在不断发展，配合机电时间常数小的电机也能完成伺服的精确定位跟踪的功能，特别是在大功率场合（异步伺服有价格优势）。

伺服本身的功能就是精确快速定位跟踪，变频器做到这种程度那就是伺服。

伺服与变频的一个重要区别是: 变频可以无编码器，伺服则必须有编码器，作电子换向用。

一、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/2p ，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著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加摩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；ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。

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伺服强大很多，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！！！四、谈谈交流电机：交流电机一般分为同步和异步电机1、交流同步电机：就是转子是由永磁材料构成，所以转动后，随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而且转子速度=定子速度，所以称"同步"。

2、交流异步电机：转子由感应线圈和材料构成。

转动后，定子产生旋转磁场，磁场切割定子的感应线圈，转子线圈产生感应电流，进而转子产生感应磁场，感应磁场追随定子旋转磁场的变化，但转子的磁场变化永远小于定子的变化，一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈，转子线圈中也就没有了感应电流，转子磁场消失，转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。

所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。

3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器，伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服，当然变频器里交流异步变频常见，伺服则交流同步伺服常见。

五、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：变频最大的能做到几百KW，甚至更高，伺服最大就几十KW。

IMS交流伺服控制器与其他交流伺服控制器的比较很久以来对异步电动机的数字控制一直是困扰自动控制领域中的一大难题，如今我们已经完美地解决了这个难题，IMS交流伺服控制器的研制成功实现了对异步电动机的高精度伺服控制。

完全实现对异步电动机的数字控制。

IMS控制器的问世必将在自动控制领域内引起新的革命。

我们现在以下几个方面将IMS交流伺服控制器与目前的交流伺服控制器相比，其优越性如下：1、控制对象：IMS——交流异步电动机（鼠笼式电动机）。

而其他交流伺服控制器——交流伺服电动机。

其成本不言而喻。

2、可实现最高转速：IMS——12000RPM；其他——6000RPM。

3、位置控制精度：两者相当。

4、加速度控制：IMS伺服控制器加／减速可在0.05Hz／s~3000Hz／s范围内设定。