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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。有時,用戶并未意識到其負載是容性的,實際上,長的傳輸線、消除磁干擾的濾波器、電源等都是強容性的。
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。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。在選擇繼電器使用時,繼電器的額定電壓和它的吸合電流值應(yīng)該滿足電路設(shè)計需要,即根據(jù)驅(qū)動電壓與電流值的大小來選擇繼電器的線圈額定工作電壓值。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。
繼電器模組(模塊)有什么作用?
繼電器模組把電氣控制柜中的單個小功率繼電器加以集成化、系列化,減少了中間接線環(huán)節(jié),提高了產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品順應(yīng)了微型化,集成化的發(fā)展趨勢,是原單個繼電器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。另產(chǎn)品可根據(jù)不同的數(shù)控系統(tǒng)而設(shè)計,更能適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)控機床的需要。
繼電器每路加有動作指示燈; 繼電器線圈兩端加有續(xù)流保護二極管。當前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。
繼電器的觸點保護可選:二極管保護電路、快熔保險及阻容吸收;
觸點電流可選擇:10A或是15A(放大板6A)。觸點保護電路可選擇:快熔保護險、RC阻容吸收、二極管。
在控制電路中用的繼電器大多數(shù)是電磁式繼電器。電磁式繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,使用維護方便,觸點容量?。ㄒ话阍赟A以下),觸點數(shù)量多且無主輔之分,無滅弧裝置,體積小,動作迅速、準確,控制靈敏、可靠等特點,廣泛地應(yīng)用于低壓控制系統(tǒng)中。
常用的電磁式繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器以及各種小型通用繼電器等。電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器的相似,主要由電磁機構(gòu)和觸點組成。電磁式繼電器有直流和交流兩種。在線圈兩端加上電壓或通人電,生電磁力,當電磁力大于彈簧反力時,吸動銜鐵使常開常閉接點動作;當線圈的電壓或電流下降或消失時銜鐵釋放,接點復(fù)位。我在實際工作中,發(fā)現(xiàn)直流24V中間繼電器可以用交流24V中間繼電器代替。
時間繼電器在控制電路中用于時間的控制。其種類很多,按其動作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和電子式等,按方式可分為通電型和斷電型。空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得的,它由電磁機構(gòu)、機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)3部分組成。8、高速響應(yīng)與機械繼電器的3ms~5ms動作時間相比,動作時間提升至1ms。電磁機構(gòu)為直動式雙E型鐵心,觸頭系統(tǒng)借用I-X5型微動開關(guān),機構(gòu)采用氣囊式阻尼器。
電磁繼電器模塊四大作用
電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點等組成的。只要在繼電器模組線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會流過一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。
當線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)釋放。這樣吸合、釋放,從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點,可以這樣來區(qū)分:繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點,稱為“常開觸點”;處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路,為低壓控制電路和高壓工作電路。直流繼電器與交流繼電器主要區(qū)別在于直流繼電器線圈的電阻較大,匝數(shù)較多、體積較大。
繼電器有如下幾種作用:
1.擴大控制范圍:
例如,多觸點繼電器模塊控制信號達到某一定值時,可以按觸繼電器模塊點組的不同形式,同時換接、開斷、接通多路電路。
2.放大:
例如,靈敏型繼電器、中間繼電器等,用一個很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。
3.綜合信號:
例如,當多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時,經(jīng)過比較綜合,達到預(yù)定的控制效果。
4.自動、遙控、監(jiān)測:
例如,自動裝置上的繼電器與其他電器一起,可以組成程序控制線路,從而實現(xiàn)自動化運行。
2.接點部分故障:
1)接點粘連
接點粘連原因:
a.連接的負載容量超過了繼電器的接點容量;
b.開關(guān)頻率超過了繼電器的額定開關(guān)頻率;
c.繼電器的壽命到期。
接點粘連對策:
a.選擇接點容量大的繼電器;
b.選擇開關(guān)頻率大一點的或者選擇固態(tài)繼電器;
c.更換繼電器;
2)接點接觸不良
接點接觸不良原因:
a.線圈部的電壓不穩(wěn)定;
b.接點表面是否附著異物(如電弧產(chǎn)生的黑色絕緣物質(zhì),紙片,木片,灰塵等物體);
c.接點表面是否被腐蝕(如長時間不使用,接點表面氧化);
d.是否有機械性接觸不良(端子偏移,脫落);
e.是否達到繼電器的使用壽命;
f.使用環(huán)境有振動或沖擊。
接點接觸不良對策:
a.換個穩(wěn)定電源供電;
b.采取防塵措施或使用帶密封繼電器;產(chǎn)品順應(yīng)了微型化,集成化的發(fā)展趨勢,是原單個繼電器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。有電弧產(chǎn)生建議使用帶滅弧裝置的繼電器產(chǎn)品;
c.如果是繼電器機械上的損壞或到了壽命,請更換新的繼電器。
3.顯示燈部分故障:
顯示燈故障原因:
1)線圈供電不足;
2)線圈直流供電,極性接反:顯示燈不亮,接點動作。
顯示燈不亮對策:
1)請確認線圈電壓,如果給線圈供的電壓低于動作電壓,顯示燈不亮,接點不動作;
2)照正確的極性接線。