异步伺服电机和同步伺服电机的区别在哪里_异步伺服电机和同步伺服电机的区别

说到运动控制,大家第一时间都会想到伺服电机。事实上,伺服电机的家族也分为多个谱系。你想过吗?

伺服电机是指控制伺服系统中机械部件运转的发动机,是一种辅助电机间接传动装置。“伺服”一词来源于希腊语“slave”,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号命令的电机:在控制信号发出之前,转子是静止的;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子可以立即停止运转。所以伺服电机是指一种随时听从命令的电机,因其工作性质而得名。从概念上讲,它不同于DC电机、异步电机、同步电机等常见的电机驱动方式,注意不要混淆。

伺服电机可以使控制速度和位置精度非常精确,可以将电压信号转换成转矩和速度来驱动被控对象。伺服电机的转子速度由输入信号控制,响应速度快。在自动控制系统中,用作执行元件,具有机电时间常数小、线性度高、启动电压高等特点,能将接收到的电信号转换成角位移或角速度输出在电机轴上。伺服电机主要分为DC伺服电机和交流伺服电机,其中DC伺服分为有刷DC伺服和无刷DC伺服,交流伺服分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。(其实无刷DC伺服也是交流伺服的一个流派,不同的是采用DC电源,控制器电子换向实现交流电机驱动。)

但因为主要用于控制,所以市面上大部分伺服电机通常指的是永磁同步电机,因为其控制响应性能最好;久而久之,大家日常说的伺服电机,通常指的就是永磁同步电机。

永磁同步电机

永磁同步伺服电机内部的转子是永磁体。驱动器控制的U/V/W三相电形成一个电磁场,转子在这个磁场的作用下旋转。同时,电机的编码器将信号反馈给驱动器,驱动器将反馈值与目标值进行比较,调整转子的旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度(线数)。特点如下:

控制速度很快,从启动到额定转速只需要几毫秒;然而,异步电机在相同条件下需要几秒钟。

启动力矩大,可以带动惯性大的物体运动。

功率密度高,在相同的功率范围内可以做得比异步电机更小更轻。

操作效率高。

可支持低速长时间运行。

断电时无自转现象,能快速控制停止动作。

但是随着异步电机控制技术的不断发展,模拟信号控制的异步电机的性能也跟上了控制响应,而且还具有永磁同步电机所不具备的优势,所以异步伺服电机作为伺服电机行业的新生力量也在不断涌现。

异步伺服电机

其实异步伺服电机和异步电机几乎完全类似,只是引入了编码器来实现电机的闭环控制,所以也可以算是伺服电机的一种特别是随着变频调速技术的飞速发展,异步伺服电机的实际控制性能也很好。凭借其支持大功率、高转速的特点,在一些永磁同步电机无法胜任的地方大放异彩。特点如下:

功率可做大,设计成熟,运行可靠性高。

支持高速(10000rpm以上)长时间运行,永磁电机最高转速只能在6000~8000rpm。

性价比高,在控制精度不高的情况下可以代替永磁电机使用。

应用实例——数控机床

伺服电机行业测试解决方案——MPT1000

为了满足当前伺服运动控制行业的需求,致远电子推出了MPT混合电机测试分析系统,首创了电机和驱动器综合测试分析设备。对于伺服系统,MPT1000可以实现完整的电机、驱动器以及整个控制系统的性能分析和控制特性分析。

对于伺服电机控制系统,MPT1000可以通过空载引擎记录电机和驱动器的瞬态波形,实现伺服系统中电机控制响应时间等各种瞬态参数的测量,为伺服运动控制系统提供全球唯一完整的解决方案。