南調(diào)機(jī)電設(shè)備——30KW伺服驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選器件方案

概述

30KW 的伺服驅(qū)動(dòng)器主要用在注塑機(jī)行業(yè)，采用了全橋整流，三相逆變輸出的方案，輸出電流具有 3 倍的過載能力。相對(duì)于小功率的伺服，30KW 伺服在具備更大的帶載能力的同時(shí)要求其效率不能太低；電壓和電流信號(hào)的檢測(cè)，高州伺服驅(qū)動(dòng)器品牌，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的閉環(huán)控制，采用 PWM 的調(diào)制技術(shù)，對(duì)電極的控制更。但是 30KW 伺服面臨，低成本，高可靠性方面的壓力， 本方案介紹一些非常適合在伺服系統(tǒng)中應(yīng)用的功率器件及工業(yè)以及網(wǎng)通信 SOC，可以提，

降低成本及可靠性。

器件優(yōu)勢(shì)

· PI 的隔離驅(qū)動(dòng) SID1182K 具有輸出 8A 的驅(qū)動(dòng)能力，可以減小外置推挽管，內(nèi)部集成 15V 的 LDO，在電源設(shè)計(jì)時(shí)可以少一路負(fù)電源的設(shè)計(jì)，從而降低驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的成本；輸出具有軟關(guān)斷能力，減小 IGBT

關(guān)斷時(shí)的損耗，提高系統(tǒng)效率。

· Vincotech 的功率模塊 A0-VS122PA300M7-L757F70 兼容主流封裝，采用第七代晶圓，能夠降低 IGBT

的開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)效率。

· Silicon Labs集成多通道的數(shù)字隔離器SI86XX，極大縮小PCB面積，簡化設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)成本。通信速度高達(dá) 150Mbps，低信號(hào)時(shí)間，保證了系統(tǒng)快速響應(yīng)及可靠性，CMTI高達(dá)100KV/us，提高系統(tǒng)抗干擾性，保證系統(tǒng)的可靠性。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——10kW伺服驅(qū)動(dòng)器三個(gè)核心單元的優(yōu)選器件推薦

伺服驅(qū)動(dòng)器是將380v 或 220v、 50Hz 工頻交流電整流、濾波后得到一個(gè)較平滑的直流電，經(jīng)過剎車制動(dòng)單元，再由IGBT或 MOSFET組成的逆變電路將該直流電逆變?yōu)?15～100kHz的交流電接入電機(jī)系統(tǒng)。應(yīng)用于該10kW伺服驅(qū)動(dòng)器的功率轉(zhuǎn)換單元，搭配電機(jī)控制MCU和驅(qū)動(dòng)，通過對(duì)電壓、電流信號(hào)的回饋進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)整機(jī)閉環(huán)控制，采用脈寬調(diào)制PWM控制技術(shù)獲得良好的電機(jī)調(diào)果。

功率轉(zhuǎn)換單元

功率轉(zhuǎn)換單元是10kW伺服驅(qū)動(dòng)器的核心，該單元將工頻交流電轉(zhuǎn)化為直流電，濾波電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓及支撐逆變側(cè)能量，逆變電路實(shí)現(xiàn)直流電逆變?yōu)榻涣麟姀亩鴰?dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。該系列模塊內(nèi)置溫度傳感電阻，一體化設(shè)計(jì)集成整流、制動(dòng)、逆變，優(yōu)化的內(nèi)部布線，低電感設(shè)計(jì)，可以有效降低伺服系統(tǒng)電磁干擾（EMI）和開關(guān)損耗。

控制單元

在控制單元中，Renesas提供了32位MCU，RZ/T1系列，其主要優(yōu)勢(shì)為：ARM Cortex-R4F 單核或者 R4F M3 雙核，國產(chǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器品牌，主頻 600MHz，包上的浮點(diǎn)運(yùn)算單元、1M的片上SRAM擴(kuò)展，豐富的通信接口，如：以太網(wǎng) MAC、EtherCAT，自帶編碼器接口，支持多種編碼器協(xié)議，集算法控制和網(wǎng)絡(luò)通信于一身，集成度高，有利于電機(jī)調(diào)速性能改進(jìn)。

通信單元

Silicon Labs針對(duì)CAN、485以及I/O口通信提供了高集成度隔離方案，代表產(chǎn)品為Si86xx/Si88xx系列，其特性如下：

1）高傳輸速率（150Mbs），高達(dá) 5KV 隔離電壓。

2）瞬態(tài)抑制能力 50KV/us。

3）AEC-Q100認(rèn)證，汽車級(jí)品質(zhì)。

4）Si88XX 集成片上 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，可實(shí)現(xiàn)78%的和 2W 的峰值輸出功率。

5）低EMI，內(nèi)置防浪涌電流的軟啟動(dòng)功能。

南調(diào)機(jī)電——新手看過來，伺服驅(qū)動(dòng)器維修基本原則？

1】先靜后動(dòng)。

由于伺服驅(qū)動(dòng)器維修電路時(shí)在線維修儀目前只能對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器電路板上的器件進(jìn)行功能在線測(cè)試和靜態(tài)特征分析，是否完全修好必須要經(jīng)過整機(jī)測(cè)試檢驗(yàn)，因此，在檢驗(yàn)時(shí)好先檢查一下設(shè)備的電源是否按要求正確供給到注塑機(jī)電路板上。

【2】先看后量。

使用工具：萬用表和放大鏡。當(dāng)手拿一塊需要伺服驅(qū)動(dòng)器維修的電路板，良好的習(xí)慣首先是應(yīng)對(duì)其進(jìn)行目測(cè)，必要時(shí)還要借助放大鏡。主要看以下原因：

A、是否有斷線；

B、伺服器電路板上的印制板連接線是否存在斷裂、粘連等；

C、分立元件如電阻、電解電容、電感、二極管、三極管等是否存在斷開現(xiàn)象；

D、是否有人對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器維修過？動(dòng)過哪些元器件？是否存在虛焊、漏焊、插反等操作方面的失誤；

E、在確定了無上述狀況后，首先用萬用表測(cè)量伺服器電路板電源和地之間的阻值，若阻值太小，才幾個(gè)或十幾個(gè)歐姆，plc控制伺服驅(qū)動(dòng)器品牌，說明伺服器電路板上有元器件被擊穿或部分擊穿，就必須采取措施將被擊穿的元器件找出來。具體辦法是向需要伺服驅(qū)動(dòng)器維修電路板供電，用手去摸伺服器電路板上各器件的溫度，燙手的將是重點(diǎn)懷疑對(duì)象。

F、若阻值正常，用萬用表測(cè)量板上的電阻、二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、撥段開關(guān)等分立元件，其目的就是首先要確保測(cè)量過的元件是正常的，我們伺服驅(qū)動(dòng)器維修理由是，能用萬用表解決的問題，就不要把它復(fù)雜化。

【3】先易后難。

伺服驅(qū)動(dòng)器維修時(shí)使用電路在線維修儀、電烙鐵、記號(hào)筆。為提高測(cè)試效果，在對(duì)伺服器電路板進(jìn)行在線功能測(cè)試前，應(yīng)對(duì)被修板做一些技術(shù)處理，國內(nèi)伺服驅(qū)動(dòng)器品牌，以盡量削弱各種干擾對(duì)測(cè)試進(jìn)程帶來的影響。

具體伺服驅(qū)動(dòng)器維修措施如下：測(cè)試前的準(zhǔn)備將晶振短路，對(duì)大的電解電容要焊下一條腳使其開路，因?yàn)殡娙莸某浞烹娡瑯右材軒砀蓴_。

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