科爾摩根伺服變頻器總線(xiàn)過(guò)壓故障維修

目前主流的伺服驅動(dòng)器均采用 數字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實(shí)現比較復雜的控制算法，實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化。功率器件普遍采用以 智能功率模塊（IPM）為核心設計的 驅動(dòng)電路，IPM內部集成了驅動(dòng)電路，同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測保護電路，在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路，以減小啟動(dòng)過(guò)程對驅動(dòng)器的沖擊。功率驅動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅動(dòng)三相永磁式同步 交流伺服電機。功率驅動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋 不控整流電路。

隨著(zhù)伺服系統的大規模應用，伺服驅動(dòng)器使用、伺服驅動(dòng)器調試、伺服驅動(dòng)器維修都是伺服驅動(dòng)器在當今比較重要的技術(shù)課題，越來(lái)越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅動(dòng)器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。

1、過(guò)電壓故障：這里所指的電壓常指直流母線(xiàn)電壓，圖一是常見(jiàn)市場(chǎng)驅動(dòng)器主回路電路，P和N之間的電壓就是直流母線(xiàn)電壓
直流母線(xiàn)電壓的讀取，驅動(dòng)器CPU無(wú)法讀取很高的電壓，所以必需得通過(guò)電路轉化將高電壓轉化為CPU可以讀取的低電壓，常見(jiàn)的有變壓器輸出讀取法和電阻降壓讀取法
2、過(guò)流故障：驅動(dòng)器的過(guò)流故障是常見(jiàn)也是較復雜的故障，當過(guò)流故障發(fā)生時(shí)，驅動(dòng)器保護電路會(huì )立即動(dòng)作并停機，同時(shí)驅動(dòng)器顯示故障代碼或故障類(lèi)型。大多數情況下可以根據驅動(dòng)器顯示的故障代碼迅速找到故障原因并排除故障，但也有一些過(guò)流故障的原因是多方面的，并不是單一的，而是包含了加速、減速、恒速過(guò)流、負載發(fā)生突變、輸出短路等各種可能導致過(guò)流護的因素。下面分析驅動(dòng)器過(guò)流故障原因以及提出過(guò)流故障處理方法。驅動(dòng)器過(guò)流內部電路分析，如圖四是一款典型的IGBT驅動(dòng)保護電路，14腳監視IGBT飽和壓降，當腳14檢測到IGBT集電極上電壓≥7V時(shí)，而不管輸入驅動(dòng)信號是否繼續，11腳輸出都將被強行關(guān)斷。同時(shí)第6腳輸出過(guò)流故障信號給CPU。圖五是另一種過(guò)流檢測電路，用的是比較運放電路，當通過(guò)傳感器檢測到的電流信號與一標準信號作比較，而判斷是否過(guò)流。

（1）驅動(dòng)器工作中過(guò)流，即電機拖動(dòng)系統在工作過(guò)程中出現過(guò)流，其原因大致有以下幾方面：

　　a.電動(dòng)機傳動(dòng)機構出現“卡住”現象或遇到?jīng)_擊負載，電動(dòng)機工作電流突然增加而出現過(guò)流。

　　b.驅動(dòng)器輸出端短路，如輸出端連接線(xiàn)發(fā)生相互短路，或電動(dòng)機內部短路、接地（電機繞組燒毀、繞組絕緣劣化、電纜破損而引起的短路）等，驅動(dòng)器輸出端電流大增而出現過(guò)流。

　　c.驅動(dòng)器本身工作異常，如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在交替的工作中出現不正常。

　　如環(huán)境溫度太高或逆變器元器件老化等原因，使逆變器的參數發(fā)生變化，導致在交替過(guò)程中，

　　一個(gè)器件卻還未來(lái)得及關(guān)斷，而另一個(gè)器件已經(jīng)導通，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件“

　　同時(shí)導通，使直流電壓的兩極間處于短路狀態(tài)，使驅動(dòng)器內部電流大增而過(guò)流。

　?。?）驅動(dòng)器升速或降速時(shí)過(guò)流。

　　如果負載的慣性比較大，而驅動(dòng)器設定升速時(shí)間或降速時(shí)間太短時(shí)，就會(huì )引起過(guò)流。在升速過(guò)程中，如果驅動(dòng)器工作頻率上升太快，電動(dòng)機的同步轉速也迅速上升，而電動(dòng)機轉子的轉速因負載慣性比較大而跟不上去，結果就會(huì )使升速電流太大，引起驅動(dòng)器過(guò)流保護；在降速過(guò)程中，如果驅動(dòng)器設定降速時(shí)間太短，電動(dòng)機的同步轉速迅速下降，而電動(dòng)機轉子因負載的慣性大，電動(dòng)機轉速仍維持較高的狀態(tài)，這時(shí)轉子繞組切割磁力線(xiàn)的速度太大而產(chǎn)生過(guò)流，引起驅動(dòng)器過(guò)流保護。