異步伺服電機和同步伺服電機的區別

2020-11-21 電子發燒友

異步伺服電機和同步伺服電機的區別

佚名 發表於 2015-08-26 17:45:11

　　一談到運動控制，大家第一時間就會想起伺服電機。實際上，伺服電機的家族也是分為多個血統的，你又有沒有想到呢？

　　伺服電機（servo motor ）是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置。「伺服」一詞源於希臘語「奴隸」的意思，「伺服電機」可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機：在控制信號發出之前，轉子靜止不動；當控制信號發出時，轉子立即轉動；當控制信號消失時，轉子能即時停轉。因此伺服電機指的是隨時跟隨命令進行動作的一種電機，是以其工作性質命名的，概念上和「直流電機」「異步電機」「同步電機」這些常見以電機驅動方式來分類的方式不一樣，注意不要混餚。

　　伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，並能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機主要分為直流伺服電機和交流伺服電機，其中直流伺服又分為有刷直流伺服和無刷直流伺服，交流伺服又分為異步交流伺服和永磁同步交流伺服。（實際上無刷直流伺服也算是交流伺服一派的，只不過區別在於用直流供電，並控制器電子換向實現交流電機驅動）

　　但由於主要用於控制，因此市面上大多的伺服電機通常是指永磁同步電機，因為其控制響應性能最優；久而久之，大家日常說道的伺服電機通常都是指永磁同步電機。

　　永磁同步伺服電機

　　永磁同步伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度（線數）。特點如下：

　　控制速度非常快，從啟動到額定轉速只需幾毫秒；而相同情況下異步電機卻需要幾秒鐘。

　　啟動扭矩大，可以帶動大慣量的物體進行運動。

　　功率密度大，相同功率範圍下相比異步電機可以把體積做得更小、重量做得更輕。

　　運行效率高。

　    可支持低速長時間運行。

　    斷電無自轉現象，可快速控制停止動作。

　　但隨著異步電機控制技術的不斷發展，當前以模擬信號控制的異步電機在控制響應方面性能也跟上來了，且其亦具備永磁同步電機不具備的優點，因此異步伺服電機作為伺服電機行業的一股新生力量也在漸露頭角。

　　異步伺服電機

　　異步伺服電機實際上和異步電機是幾乎完全相似的，不過其引入了編碼器實現了對電機的閉環控制，因此也可以視為伺服電機的一種。尤其是當前變頻調速技術的飛速發展，異步伺服電機的實際控制性能也很不錯，配合其支持大功率、高轉速的特點，在一些永磁同步電機無法勝任的地方大放異彩。特點如下：

　    功率可以做得很大，設計成熟，運行可靠性高。

　　支持高速（過10000rpm）長時間運行，同比下永磁電機最高只能做到6000~8000rpm轉速。

　　性價比高，在對控制精度要求不高的情況下可以替代永磁電機使用。

　　應用舉例——數控工具機

　　伺服電機行業測試解決方案——MPT1000

　　為了滿足當前伺服運動控制行業的需求，致遠電子推出了MPT混合型電機測試分析系統，開創電機與驅動器綜合測試分析設備先河。針對伺服系統，MPT1000可以實現對電機、驅動器及整個控制系統的完整性能分析與控制特性分析。

　　針對伺服電機控制系統，MPT1000可通過自由加載引擎對電機和驅動器進行瞬態波形記錄，實現伺服系統中電機控制響應時間等各類瞬態參數的測量，提供全球唯一的伺服運動控制系統完整解決方案。

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