南調(diào)機(jī)電設(shè)備——45kW伺服驅(qū)動器優(yōu)選器件方案

概述

伺服驅(qū)動器正在朝著模塊化、小型化的趨勢發(fā)展，這就要求其內(nèi)部的核心功率器件做到集成度更高、損耗更低、可靠性更好。本方案針對 45kW 大功率伺服驅(qū)動器，國產(chǎn)伺服驅(qū)動器排名，功率器件采用帶可控硅的整流橋模塊、新一代 E3 IGBT 模塊以及高可靠性 iDriver 驅(qū)動，高集成度的功率器件、模塊化的封裝以及隔離驅(qū)動 IC 可以幫助工程師設(shè)計出功率密度更高、可靠性更好的產(chǎn)品。

器件優(yōu)勢

· VINCOTECH IGBT模塊（E3系列），基于新型SLC和IMB封裝技術(shù)，具有更高的使用壽命。內(nèi)部采用低損耗M7晶圓，導(dǎo)通損耗相比IGBT4可降低20%，降低發(fā)熱量，減小體積，具有更高的能量密度。業(yè)界通用的EconoPACK 3封裝，可pin to pin替換市場上同類產(chǎn)品，支持大批量供貨，解決缺貨煩惱。

· PI隔離驅(qū)動IC（SID11x2K），是目前市場上門極電流驅(qū)動芯片，驅(qū)動電流大可達(dá)8A，無需外置推挽電路。內(nèi)部集成驅(qū)動側(cè) 15V穩(wěn)壓器，外圍電路更加簡單，節(jié)省Bom成本以及PCB布板空間。同時還具有業(yè)內(nèi)爬電距離（9.5mm），集成Vce退飽和壓降檢測、軟關(guān)斷功能，可靠性更高。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動器需要什么樣的脈沖？

正反脈沖控制（CW CCW）；脈沖加方向控制（pulse direction）；AB相輸入（相位差控制，常見于手輪控制）。

伺服驅(qū)動器主程序主要用來完成系統(tǒng)的初始化、LO接口控制信號、DSP內(nèi)各個控制模塊寄存器的設(shè)置等。

伺服驅(qū)動器所有的初始化工作完成后，高要國產(chǎn)伺服驅(qū)動器，主程序才進(jìn)入等待狀態(tài)，以及等待中斷的發(fā)生，以便電流環(huán)與速度環(huán)的調(diào)節(jié)。

中斷服務(wù)程序主要包括四M定時中斷程序光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序、功率驅(qū)動保護(hù)中斷程序、通信中斷程序。

伺服電動機(jī)的其他問題處理技巧

（1）電動機(jī)竄動：在進(jìn)給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象，測速信號不穩(wěn)定，如編碼器有裂紋；接線端子接觸不良，如螺釘松動等；當(dāng)竄動發(fā)生在由正方向運(yùn)動與反方向運(yùn)動的換向瞬間時，一般是由于進(jìn)給傳動鏈的反向問隙或伺服驅(qū)動增益過大所致；

（2） 電動機(jī)爬行：大多發(fā)生在起動加速段或低速進(jìn)給時，一般是由于進(jìn)給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良，伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于連接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠與伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動忽快忽慢；

（3）電動機(jī)振動：機(jī)床高速運(yùn)行時，國產(chǎn)伺服驅(qū)動器廠家，可能產(chǎn)生振動，這時就會產(chǎn)生過流報警。機(jī)床振動問題一般屬于速度問題，所以應(yīng)尋找速度環(huán)問題；

（4）電動機(jī)轉(zhuǎn)矩降低：伺服電動機(jī)從額定堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩到高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩會突然降低，這時因為電動機(jī)繞組的散熱損壞和機(jī)械部分發(fā)熱引起的。高速時，電動機(jī)溫升變大，國產(chǎn)伺服驅(qū)動器價格，因此，正確使用伺服電動機(jī)前一定要對電動機(jī)的負(fù)載進(jìn)行驗算；

（5） 電動機(jī)位置誤差：當(dāng)伺服軸運(yùn)動超過位置允差范圍時（KNDSD100出廠標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置PA17：400，位置超差檢測范圍），伺服驅(qū)動器就會出現(xiàn)“4”號位置超差報警。主要原因有：系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍小；伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)；位置檢測裝置有污染；進(jìn)給傳動鏈累計誤差過大等；

南調(diào)機(jī)電設(shè)——伺服驅(qū)動器維修常見問題總結(jié)如下：

     一、開關(guān)電源電壓問題

     小功率變頻器采用單端正向電路，大、中功率變頻器往往采用雙端正向電路。一般變頻器的開關(guān)電源往往提供以下電壓輸出: 5V電源給CPU及輔助電路、控制電路、操作顯示面板；電流、電壓、溫度等故障檢測電路和控制電路的15V電源；控制端子和工作繼電器線圈的24V電源。

     二、伺服零點開關(guān)的問題

     尋找零點的方法很多，可以根據(jù)精度要求和實際需要來選擇?？捎伤欧R達(dá)自行完成(一些品牌的伺服馬達(dá)有完整的回點功能)，也可由上位機(jī)配合伺服完成，但回點原理基本有以下幾種。當(dāng)伺服電機(jī)尋找原點時，當(dāng)碰到原點開關(guān)時，立即減速停止，以作為原點。直接找出編碼器的 Z信號碼，當(dāng)有 Z信號碼時，立即減速停止。此回原法一般僅適用于轉(zhuǎn)軸，回原法的回原率和準(zhǔn)確度較低。

三、設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益

      設(shè)定值越大，增益和剛度越高，在指令脈沖頻率相同的情況下，位置滯后越小。然而，過大的值可能導(dǎo)致振蕩或過沖；參數(shù)值由特定的伺服系統(tǒng)模型和負(fù)載條件決定。伺服驅(qū)動器故障維護(hù)位置前饋增益:設(shè)置位置回路的前饋增益；設(shè)定值越大，在任意頻率的指令脈沖下位置滯后越??；位置環(huán)的前饋增益大，改善了控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性，但系統(tǒng)的位置會不穩(wěn)定，容易振蕩；當(dāng)不要求高響應(yīng)特性時，該參數(shù)通常設(shè)為0，表圍:0~100%。

     四、大功率晶體管的診斷

     伺服驅(qū)動器參數(shù)P70可用于輔助診斷晶體管故障。當(dāng)未使用晶體管故障診斷功能時，P70顯示0000H以外的參數(shù)值，表明驅(qū)動器有故障，可能的原因如下：1）功率模塊A1不良。2）電源模塊G01/G02不良。3）I/O模塊U1不良。

     

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