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调试伺服驱动器故障分析

时间:2021-10-14    作者:星辰智能

过电压和过电流是伺服驱动器调试过程中常见的两种故障。下面就来进行分析,更好的帮助调试人掌握故障的基本原理和原因,快速了解故障点,排除故障,使设备尽快投入运行。

过电压故障,这里我们所指的电压常指直流母线电压,直流母线电压的读取,驱动器CPU无法读取很高的电压,所以必需得通过分析电路转化将高电压转化为CPU可以实现读取的低电压,常见的有变压器作为输出读取法和电阻降压读取法。

军用伺服电机 尺寸图_15-1.jpg


直流母线电压过高主要是由于以下原因,第一输入电压过高,第二减速时间过短,电机受到外力影响(风扇、拉绳机)或势能负载(升降机、电梯)下放,由于这些原因,电机的实际转速高于驱动器,当电机的滑移率为负时,电机产生的电磁力矩就是防止转动的制动力矩,电动机处于发电状态,负载的动能被再生为电能,再生能量通过 igbt 的续流二极管移动后,给电容器充电,使直流母线电压升高,即再生过电压,

由于过电压产生的原因不同,在应用调试中对过电压的解决方法也不同。如果对停车时间或位置没有特殊要求,可以通过延长伺服驱动器的减速时间或自由停车来解决停车过电压现象。如果对停车时间或停车位置有一定要求,则可采用直流制动或再生制动。

如果调试时直流母线电压正常,而驱动器报告过压或欠压故障,那么就要考虑驱动器自身的问题,是否检测到电路的哪个环节引起的问题,电压检测电路才能有针对性地检测和排除。

 
过流故障:驱动器的过流故障是最常见也是较复杂的故障,当过流故障问题发生时,驱动器进行保护电路会立即动作并停机,同时伺服驱动器显示故障代码或故障类型。大多数情况下我们可以直接根据驱动器显示的故障代码实现迅速找到一个故障原因并排除故障,但也有一些过流故障是多种原因造成的,不是单一的,而是包括加速、减速、恒速过流、负载条件突变等。、输出短路等各种可能导致过流护的因素。下面具体分析驱动器过流故障原因研究以及提出过流故障信号处理技术方法。根据伺服驱动器显示屏显示,过流原因有以下几方面:

驱动器工作中过流,即电机拖动系统在运行过程中发生过电流,原因如下:
当电机传动机构卡死或遇到冲击负载时,电动机工作电流突然增加出现过流。
驱动器输出端短路,如输出端连接线发生相互之间短路,或电动机通过内部存在短路、接地(电机绕组烧毁、绕组绝缘劣化、电缆破损而引起的短路)等,驱动器输出端电流大增而出现过流伺服驱动器本身工作异常,如,同一桥臂上的两个逆变器交替工作。

如环境温度过高或逆变器部件老化导致逆变器的参数发生变化,导致交流过程中,一个部件尚未关闭,而另一个部件已打开,同一桥臂的上下部件同时打开,使两极之间的直流电压短路,驱动器的内部电流大大增加和过电流。

驱动器升速或减速时的过电流。

如果负载的惯性比较大,而驱动器进行设定升速时间或降速时间太短时,就会容易引起过流。在升速过程中,如果驱动器工作频率不断上升发展太快,电动机的同步转速也迅速上升,而电动机转子的转速因负载惯性比较大而跟不上去,结果就会使升速电流产生太大,引起驱动器过流保护;在降速过程中,如果选择驱动器可以设定降速时间不能太短,电动机的同步转速迅速增长下降,而电动机转子因负载的惯性大,电动机不同转速仍维持具有较高的状态,这时由于转子绕组切割磁力线的速度变化太大而产生过流,引起驱动器过流保护。

驱动器通电后或者开始运行时发生过电流。这种过电流保护通常是由驱动器内部故障引起的。如果负载正常,驱动器仍然有过电流保护,其中大部分是由过电流检测电路造成的,如电流检测电路,采样电阻或传感器。

检查驱动器过流故障:首先判断负载是否满足正常运行条件;第二,确定驱动器自身是否正常;第三,确定驱动器的设置参数是否与加减速或负载运行的工艺条件相匹配;第四,确定驱动器接线是否正常。

过流故障处理方法,驱动器数据显示过流故障,有二种不同类型:一种是运行过程中不断出现过流故障信息显示;另一种是驱动器接通电源后就显示过流故障,或运行系统停止后仍出现过电流发生故障显示,并且我们不能实现复位。运行过程中驱动器出现过流故障结果显示,在确认驱动器运行产生电流和实际使用电流相同时,多半是外部环境原因或设置相关参数设计不合理问题引起的。例如电动机电缆损坏或电动机线圈相间、对地短路引起的电动机侧端子短路;电动机过负载能力非常具有严重不足引起过电流;加速或减速时间需要设置过短,伺服驱动器在加速或减速过程中,由于文化负载电流过大,出现驱动器过电流信号显示技术等等。电机自学习参数及编码器零位是否能够正确,都将直接影响学生电机运行的电流大小,这些过电流故障当外部故障诊断排除后,按复位按钮就能完成复位,或自动复位,驱动器是正常的。另一种是驱动器接通电源后就显示过流故障,驱动器自动停止生产运行后,过流故障导致无法得到复位,是假过流故障:因为驱动器是在根本利益没有输出电压电流的状况下,而显示过流故障的。这是驱动器的电流变化检测安全保护内部电路出了很多故障:通常是由于经济电流取样器件,如取样电阻、电流互感器及霍尔元件损坏或参数值改变,放大电路损坏和比较简单电路运行不正常等等方面引起的。修理时可以从这些重要环节上去检查、分析和找出解决故障点。

 

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