【導讀】在數控技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域,伺服驅動(dòng)技術(shù)是關(guān)鍵。隨著(zhù)電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展迅猛,伺服控制技術(shù)更是蔓延開(kāi)來(lái)。本文就來(lái)解讀工業(yè)伺服驅動(dòng)器的保護設計方案。
如果說(shuō)20世紀90年代則是伺服驅動(dòng)系統實(shí)現全數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化的10年。那么隨著(zhù)德國提出的工業(yè)4.0概念,工業(yè)4.0時(shí)代時(shí)代的工業(yè)自動(dòng)化,將在原有自動(dòng)化技術(shù)和架構下,實(shí)現集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,讓設備從傳感器到因特網(wǎng)的通訊能夠無(wú)縫對接,從而建立一個(gè)高度靈活的、個(gè)性化和數字化生產(chǎn)模式。在這種模式下,生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)可通過(guò)自我診斷、自我修正和各種功能軟件讓設備更加智能,以更好地輔助工人完成生產(chǎn)。
伺服驅動(dòng)器(servo drives)作為工業(yè)自動(dòng)化的重要一環(huán),又稱(chēng)為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來(lái)控制伺服電機的一種控制器,其屬于伺服系統的一部分,主要應用于高精度的定位系統。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進(jìn)行控制,實(shí)現高精度的傳動(dòng)系統定位,進(jìn)而可以控制機器人,從而實(shí)現工業(yè)自動(dòng)化。
伺服驅動(dòng)器控制電機運轉必須要有電源動(dòng)力線(xiàn)和電機編碼器線(xiàn)。具體就是要有DC24V電源線(xiàn),位置控制信號線(xiàn),速度控制信號線(xiàn),扭矩控制信號線(xiàn),以及其他輸入輸出控制線(xiàn)。
伺服驅動(dòng)器的DC24V提供電源,由于電源在后端負載出現過(guò)流以及短路時(shí),都需要保護,TE公司的PolySwitch可以實(shí)現可恢復的過(guò)流保護,當故障消除時(shí),只要斷電PolySwitch就可以實(shí)現復位,避免了像一次性fuse那樣一旦過(guò)流斷開(kāi)就需要維修的困境。
對于伺服驅動(dòng)器各類(lèi)輸出信號線(xiàn),由于工業(yè)現場(chǎng)接線(xiàn)環(huán)境較惡劣,接線(xiàn)工作量較大,難免會(huì )有接線(xiàn)錯誤,往往會(huì )將有功率限制的I/O端口,誤接短路,造成端口過(guò)流燒毀,因此,伺服驅動(dòng)器的每個(gè)輸出端口都很有必要設計過(guò)流保護措施,放置自恢復保險絲PolySwitch在每個(gè)輸出端口處,以避免誤接短路事故的發(fā)生。這樣,如果調試人員在現場(chǎng)不小心將輸出端口錯接或短路,自恢復保險絲PolySwitch將會(huì )立刻啟動(dòng)保護,限制了輸出端口的工作電流,保護了伺服驅動(dòng)器的I/O板。當故障排除,自恢復保險絲PPTC又很快自動(dòng)恢復到低阻值狀態(tài),伺服驅動(dòng)器又可以正常工作。
伺服控制器通過(guò)自動(dòng)化接口可以很方便地進(jìn)行操作模塊和現場(chǎng)總線(xiàn)模塊的轉換,同時(shí)使用不同的現場(chǎng)總線(xiàn)模塊實(shí)現不同的控制模式,這些總線(xiàn)是RS232和RS485。RS232和RS485總線(xiàn)也需要保護,對于需要出戶(hù)的總線(xiàn),需要設計防雷保護,對于不同的防雷保護等級,TE電路保護部有一整套完整的方案。對于相對高等級的雷擊,可以用兩極保護的方案,PPTC可以實(shí)現耦合和過(guò)流保護的功能。對于不需出戶(hù)的RS232和RS485總線(xiàn),則PPTC可以實(shí)現有效地過(guò)流保護功能。
相關(guān)閱讀:
詳解伺服驅動(dòng)器幾種工作模式
專(zhuān)家淺析非隔離式升壓拓撲的LED驅動(dòng)器電路
TI專(zhuān)場(chǎng):如何消除AC驅動(dòng)器的8個(gè)常見(jiàn)誤區?