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大功率伺服驱动器维修常见的几个问题

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01、电流传感器的直流残余电压

电流反馈从电流传感器加到电流稳压器输入端。该传感器的输出比例与电机电流有关,但与电机的动力环电位无关。直流剩余电压E0通常在电流传感器通中占1%至2%。该电流传感器的输出电压与驱动器的峰值电流相对应,因此,直流残余电压在电流环中产生相当于1%至2%的直流残余电流峰值I0。

02、直流残余电流对直流有刷电机运行影响

(1)对电流环的影响:对电流指令ICMD产生偏置,实际电流指令为ICMD- I0。当ICMD=0时,电机将产生转矩T0=Kt·(-I0),使电机旋转。

(2)对速度环的影响:对速度环的运行没有影响,只是使速度调节器的输出偏置了I0。当VCMD=0时,速度调节器的输出为I0,电流调节器的输入为I0-I0=0,电动机速度为0(电机不转)。

三相定子电流流入三相对称绕组,产生定子合成磁场。合成磁场和与该磁场垂直的转子磁场相互作用,产生使电机连续旋转的转矩。转子主磁场呈正弦分布,三相绕组在主磁场内对称分布。
大功率伺服驱动器维修常见的几个问题

可以看出:

考虑到电流传感器的直流残余电流I0,电动机产生的转矩除了使电机连续旋转的转矩KTRMS·IRMS外,还有由电流传感器的直流残余电流引起的转矩的正弦脉动:

KTPhase·√2I0·Sin(θ-120)

转矩脉动的频率与电机的转速及极对数成正比:

f = p·N/60

其中p为电机的极对数,N为电机的转速(rpm)。

电流指令为0时,电机将产生频率为f = p·N/60的正弦振动。

03

“大马拉小车”引起较大转矩、转速波动

相位控制的直流无刷电机的运行存在转矩波动,引起转矩波动的因素很多,其中一个因素是电流传感器的直流残余电压引起的转矩波动。

扭矩波动的频率与电机的转速成正比,也是一个对数。举例来说,一个六极电机的转速是600 rpm,那么由电流传感器直流剩余电压引起的转矩波电流传感器,其直流剩余电压一般在1%到2%之间,相对于驱动峰值电流来说,在1%到2%之间。对于20 A驱动器,峰值电流是40 A,电流传感器剩余直流电压2%相对于400 mA。在直流无刷电机驱动20 A驱动器时,只有1 A电流时,400 mA电机产生的转矩波动为40%,这是不允许的。

当驱动器额定电流增大时,电流传感器的直流剩余电压也随之增加,所以选择大功率驱动器来驱动小功率伺服驱动器维修(大马拉小车),会产生不必要的转矩波动,导致转速波动。


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