科爾摩根伺服變頻器總線過(guò)壓故障維修

目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)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(shè)計(jì)的 驅(qū)動(dòng)電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)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(cè)保護(hù)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(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)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(qū)動(dòng)三相永磁式同步 交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)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?fù)潆娐肥侨嗳珮?不控整流電路。

隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，伺服驅(qū)動(dòng)器使用、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試、伺服驅(qū)動(dòng)器維修都是伺服驅(qū)動(dòng)器在當(dāng)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(duì)伺服驅(qū)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電壓，圖一是常見(jiàn)市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)器主回路電路，P和N之間的電壓就是直流母線電壓
直流母線電壓的讀取，驅(qū)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(zhuǎn)化將高電壓轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)器的過(guò)流故障是常見(jiàn)也是較復(fù)雜的故障，當(dāng)過(guò)流故障發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路會(huì)立即動(dòng)作并停機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)器顯示故障代碼或故障類(lèi)型。大多數(shù)情況下可以根據(jù)驅(qū)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(fù)載發(fā)生突變、輸出短路等各種可能導(dǎo)致過(guò)流護(hù)的因素。下面分析驅(qū)動(dòng)器過(guò)流故障原因以及提出過(guò)流故障處理方法。驅(qū)動(dòng)器過(guò)流內(nèi)部電路分析，如圖四是一款典型的IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，14腳監(jiān)視IGBT飽和壓降，當(dāng)腳14檢測(cè)到IGBT集電極上電壓≥7V時(shí)，而不管輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否繼續(xù)，11腳輸出都將被強(qiáng)行關(guān)斷。同時(shí)第6腳輸出過(guò)流故障信號(hào)給CPU。圖五是另一種過(guò)流檢測(cè)電路，用的是比較運(yùn)放電路，當(dāng)通過(guò)傳感器檢測(cè)到的電流信號(hào)與一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)作比較，而判斷是否過(guò)流。

（1）驅(qū)動(dòng)器工作中過(guò)流，即電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在工作過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，其原因大致有以下幾方面：

　　a.電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象或遇到?jīng)_擊負(fù)載，電動(dòng)機(jī)工作電流突然增加而出現(xiàn)過(guò)流。

　　b.驅(qū)動(dòng)器輸出端短路，如輸出端連接線發(fā)生相互短路，或電動(dòng)機(jī)內(nèi)部短路、接地（電機(jī)繞組燒毀、繞組絕緣劣化、電纜破損而引起的短路）等，驅(qū)動(dòng)器輸出端電流大增而出現(xiàn)過(guò)流。

　　c.驅(qū)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(xiàn)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(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)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(dǎo)通，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件“

　　同時(shí)導(dǎo)通，使直流電壓的兩極間處于短路狀態(tài)，使驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電流大增而過(guò)流。

　?。?）驅(qū)動(dòng)器升速或降速時(shí)過(guò)流。

　　如果負(fù)載的慣性比較大，而驅(qū)動(dòng)器設(shè)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(qū)動(dòng)器工作頻率上升太快，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也迅速上升，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性比較大而跟不上去，結(jié)果就會(huì)使升速電流太大，引起驅(qū)動(dòng)器過(guò)流保護(hù)；在降速過(guò)程中，如果驅(qū)動(dòng)器設(shè)定降速時(shí)間太短，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速仍維持較高的狀態(tài)，這時(shí)轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過(guò)流，引起驅(qū)動(dòng)器過(guò)流保護(hù)。