科爾摩根伺服變頻器總線過壓故障維修

目前主流的伺服驅(qū)動器均采用 數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實現(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)計的 驅(qū)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，在主回路中還加入軟啟動電路，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步 交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋 不控整流電路。

隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，伺服驅(qū)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動器進行了技術(shù)深層次研究。

1、過電壓故障：這里所指的電壓常指直流母線電壓，圖一是常見市場驅(qū)動器主回路電路，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)動器CPU無法讀取很高的電壓，所以必需得通過電路轉(zhuǎn)化將高電壓轉(zhuǎn)化為CPU可以讀取的低電壓，常見的有變壓器輸出讀取法和電阻降壓讀取法
2、過流故障：驅(qū)動器的過流故障是常見也是較復(fù)雜的故障，當(dāng)過流故障發(fā)生時，驅(qū)動器保護電路會立即動作并停機，同時驅(qū)動器顯示故障代碼或故障類型。大多數(shù)情況下可以根據(jù)驅(qū)動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、恒速過流、負載發(fā)生突變、輸出短路等各種可能導(dǎo)致過流護的因素。下面分析驅(qū)動器過流故障原因以及提出過流故障處理方法。驅(qū)動器過流內(nèi)部電路分析，如圖四是一款典型的IGBT驅(qū)動保護電路，14腳監(jiān)視IGBT飽和壓降，當(dāng)腳14檢測到IGBT集電極上電壓≥7V時，而不管輸入驅(qū)動信號是否繼續(xù)，11腳輸出都將被強行關(guān)斷。同時第6腳輸出過流故障信號給CPU。圖五是另一種過流檢測電路，用的是比較運放電路，當(dāng)通過傳感器檢測到的電流信號與一標(biāo)準(zhǔn)信號作比較，而判斷是否過流。

（1）驅(qū)動器工作中過流，即電機拖動系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過流，其原因大致有以下幾方面：

　　a.電動機傳動機構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象或遇到?jīng)_擊負載，電動機工作電流突然增加而出現(xiàn)過流。

　　b.驅(qū)動器輸出端短路，如輸出端連接線發(fā)生相互短路，或電動機內(nèi)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(qū)動器輸出端電流大增而出現(xiàn)過流。

　　c.驅(qū)動器本身工作異常，如逆變橋中同一橋臂的兩個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)致在交替過程中，

　　一個器件卻還未來得及關(guān)斷，而另一個器件已經(jīng)導(dǎo)通，引起同一個橋臂的上、下兩個器件“

　　同時導(dǎo)通，使直流電壓的兩極間處于短路狀態(tài)，使驅(qū)動器內(nèi)部電流大增而過流。

　　（2）驅(qū)動器升速或降速時過流。

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