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大功率伺服驅動器維修常見的幾個問題

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01、電流傳感器的直流殘余電壓

電流反饋從電流傳感器加到電流穩壓器輸入端。該傳感器的輸出比例與電機電流有關,但與電機的動力環電位無關。直流剩余電壓E0通常在電流傳感器通中占1%至2%。該電流傳感器的輸出電壓與驅動器的峰值電流相對應,因此,直流殘余電壓在電流環中產生相當于1%至2%的直流殘余電流峰值I0。

02、直流殘余電流對直流有刷電機運行影響

(1)對電流環的影響:對電流指令ICMD產生偏置,實際電流指令為ICMD- I0。當ICMD=0時,電機將產生轉矩T0=Kt·(-I0),使電機旋轉。

(2)對速度環的影響:對速度環的運行沒有影響,只是使速度調節器的輸出偏置了I0。當VCMD=0時,速度調節器的輸出為I0,電流調節器的輸入為I0-I0=0,電動機速度為0(電機不轉)。

三相定子電流流入三相對稱繞組,產生定子合成磁場。合成磁場和與該磁場垂直的轉子磁場相互作用,產生使電機連續旋轉的轉矩。轉子主磁場呈正弦分布,三相繞組在主磁場內對稱分布。
大功率伺服驅動器維修常見的幾個問題

可以看出:

考慮到電流傳感器的直流殘余電流I0,電動機產生的轉矩除了使電機連續旋轉的轉矩KTRMS·IRMS外,還有由電流傳感器的直流殘余電流引起的轉矩的正弦脈動:

KTPhase·√2I0·Sin(θ-120)

轉矩脈動的頻率與電機的轉速及極對數成正比:

f = p·N/60

其中p為電機的極對數,N為電機的轉速(rpm)。

電流指令為0時,電機將產生頻率為f = p·N/60的正弦振動。

03

“大馬拉小車”引起較大轉矩、轉速波動

相位控制的直流無刷電機的運行存在轉矩波動,引起轉矩波動的因素很多,其中一個因素是電流傳感器的直流殘余電壓引起的轉矩波動。

扭矩波動的頻率與電機的轉速成正比,也是一個對數。舉例來說,一個六極電機的轉速是600 rpm,那么由電流傳感器直流剩余電壓引起的轉矩波電流傳感器,其直流剩余電壓一般在1%到2%之間,相對于驅動峰值電流來說,在1%到2%之間。對于20 A驅動器,峰值電流是40 A,電流傳感器剩余直流電壓2%相對于400 mA。在直流無刷電機驅動20 A驅動器時,只有1 A電流時,400 mA電機產生的轉矩波動為40%,這是不允許的。

當驅動器額定電流增大時,電流傳感器的直流剩余電壓也隨之增加,所以選擇大功率驅動器來驅動小功率伺服驅動器維修(大馬拉小車),會產生不必要的轉矩波動,導致轉速波動。


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