日精注塑机详细资料(国内外伺服驱动器电源板的设计初探——各种检测和保护电路)

Posted 2023-05-28

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日精注塑机详细资料(国内外伺服驱动器电源板的设计初探——各种检测和保护电路)

4) PWM的光电隔离等电路

华中,迈信等的方案（互锁接法），好处是基本保证IGBT桥不会直通，对上电初始化的时序无要求。缺点是响应慢，延时长（发热，电流拖尾）。降低电流环的响应速度。

安川西门子路斯特艾默生的方案（制动的是慢速的光耦，该省则省，都是4层板）

5) 电流检测电路

由于矢量控制是通过控制电流来控制交流同步电机的转矩，因此电流检测电路的精度尤为重要。电流检测可以通过霍尔电流传感器或者线性光耦来进行，霍尔电流传感器线性度好，而且一般用于大电流检测；线性光耦线性度也不错，但是响应比霍尔电流传感器慢。FANUC的一款六轴驱动器中采用HCPL-7860，其输出为数字信号，抗干扰能力强，其A/D采样精度最高可以达到16位；公司常用HCPL-7840输出的是模拟信号，容易受到干扰，并且HCPL-7840的A/D采样精度最高只能达到12位。因此高档的伺服可以采用HCPL-7860来检测电流。

1 / 霍尔电流传感器方案，安川的变频器，伦茨的伺服，迈信等伺服。

2 / 线性光耦HCPL-7840（输出是模拟信号），台达，艾默生，迈信，GSK。

3 / 线性光耦HCPL-7860，安川的SGDH-CB15AB（1.5KW,十几年前的产品），安川的SGDV-370D01A(15KW,近期的)，西门子的变频器，法拉克的6驱一体机器人专用伺服等。

4 / 霍尔传感器+线性光耦7860（输出时数字信号）, 国外的伺服如日精的注塑机用的是三洋的伺服，由于其功率大,所以它采用了该方法来检测电流，既发挥了霍尔检测电流范围宽，又利用了7860在最短的线路将模拟信号转化为数字信号。

5 / TI的（容隔）或ADI（磁隔）的方案，西门子的S120就是采用TI的方案。

6）直流母线电压的检测和相关的控制及报警电路，直流母线的电压需要随时监控，允许其在相应的范围内。其检测方法有：

1/ 采用比较器，见早期的安川驱动（早期的处理器没有内部A/D,而外部A/D的成本高，如力矩控制和外部速度控制采用共A/D设计进行切换），元器件多，检测点固定不灵活，不能做一些非常灵活的滤波，不利于软件控制。

电阻串联，增加寿命。注意滞环正反馈，阻抗不要发生变化

2 / 采用7840（隔离，安全），DSP等处理器（现在的处理器几乎都有内部A/D）知道电压的具体值，便于软件控制如滤波等，可以灵活设置保护点、制动点，电路简洁。见安川的比较新的驱动器，西门子S120,台达等也是。

3 / 变压器采集（隔离，安全，相应稍慢），在副边增加一正激绕组N4（匝数根据实际电路参数决定）作为母线电压的采样输出，开关变压器的原边电压为母线电压，而副边输出电压随着原边输入电压的变化而线性地发生变化，这样既能起到强弱电隔离作用又能起到降压作用，把此采样信号经过处理可以送到DSP内进行A/D采样实现各种保护工作。在变频器上使用该方法非常多，安川变频器，艾默生等。电路最简洁，几乎不增加成本，适合异步机。

4 / 采用运放的浮地（虚隔离，有安全隐患，设计难度及工艺要求高），整机的接地要良好。

切记要采用高阻，高开环增益，小偏置电流，低噪声的运放

5 / 采用霍尔，特大功率的驱动器（听供应商），或者要求高精度快响应如电焊机。

7) 掉电检测及保护电路 (安川机器人，三洋注塑机，法拉克)

两电阻串联

法拉克、三洋、安川（小功率）机器人

安川的伺服非常巧妙地一种掉电保护使电机处于锁死状态，避免与电机相连接的重物快速下落造成事故等。不过该种方法适合于小功率驱动器。