伺服器,也称为伺服驱动器或伺服电机控制器,是一种用于精确控制电动机运动的设备,广泛应用于各种自动化系统和精密机械设备中。伺服器的核心任务是根据来自控制系统(如PLC或运动控制器)的指令,调整电动机的转速、位置或扭矩,以达到预期的运动效果。 1. 转矩控制:在转矩控制模式下,伺服器通过外部模拟量输入或直接地址赋值来设定电机轴输出的转矩大小。电机根据设定的转矩值运行,若负载小于设定值则电机正转,等于则保持静止,大于则反转。这种模式常用于需要恒定力矩的应用,如材料的缠绕和放卷设备。 2. 位置控制:位置控制模式依赖于外部脉冲输入,脉冲频率决定电机的旋转速度,脉冲数量决定旋转角度。这种模式适合需要精确定位的应用,如数控机床和印刷机械。 3. 速度控制:速度模式下,通过模拟量输入或脉冲频率调整电机速度。在上位控制器存在PID外环的情况下,速度模式也可用于定位。位置信号可以直接由最终负载端检测,以提高系统定位精度。 伺服器与变频器之间存在密切关系。伺服驱动器通常包含变频环节,通过PWM调制改变电机的频率以实现无级调速。然而,伺服器将电流环、速度环或位置环全部闭合,提供更高的控制精度和快速响应。交流伺服电机,尤其是永磁同步电机,是当前主流,但在大功率应用中,成本高昂,故有时会选择交流异步电机配合高端变频器,同样实现闭环控制。 变频器主要功能是调节交流电机速度,简单变频器采用V/F控制,通过调整频率来改变电机转速。现代变频器能通过控制电流分量来实现力矩控制,形成电流环的PID调节,提升控制精度。 伺服器和变频器的主要区别在于伺服器对精度和快速定位的追求,而变频器更多关注速度调整。两者共同点在于都涉及交流电机的频率调节,但伺服器具备更复杂的闭环控制和更高性能的需求。在实际应用中,选择伺服系统还是变频器,主要取决于设备的精度要求、动态性能和成本考虑。
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