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南調機電設備——變頻器與伺服驅動器的工作原理

     基本的伺服系統包括伺服執行元件（電機、液壓缸）、反饋元件和伺服驅動器。若想讓伺服系統運轉順利還需要一個上位機構，PLC、以及專門的運動控制卡，工控機 PCI卡，以便給伺服驅動器發送指令。

兩者的工作原理

        變頻器的調速原理主要受制于異步電動機的轉速n、異步電動機的頻率f、電動機轉差率s、電動機極對數p這四個因素。轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉速，當頻率f在0-50Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節范圍非常寬。

       變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的。主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

      伺服系統的工作原理簡單的說就是在開環控制的交直流電機的基礎上將速度和位置信號通過旋轉編碼器、旋轉變壓器等反饋給驅動器做閉環負反饋的PID調節控制。再加上驅動器內部的電流閉環，通過這3個閉環調節，使電機的輸出對設定值追隨的準確性和時間響應特性都提高很多。伺服系統是個動態的隨動系統，達到的穩態平衡也是動態的平衡。

南調機電設備——伺服的三個環控制

        伺服電機一般為三個環控制，所謂三環就是3個閉環負反饋PID調節系統。內的PID環就是電流環，此環完全在伺服驅動器內部進行，通過霍爾裝置檢測驅動器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設定進行PID調節，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流，電流環就是控制電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅動器的運算，動態響應快。

　　第2環是速度環，通過檢測的電機編碼器的信號來進行負反饋PID調節，它的環內PID輸出直接就是電流環的設定，所以速度環控制時就包含了速度環和電流環，換句話說任何模式都必須使用電流環，電流環是控制的根本，在速度和位置控制的同時系統實際也在進行電流（轉矩）的控制以達到對速度和位置的相應控制。

　　第3環是位置環，它是外環，可以在驅動器和電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或終負載間構建，要根據實際情況來定。由于位置控制環內部輸出就是速度環的設定，位置控制模式下系統進行了所有3個環的運算，此時的系統運算量，動態響應速度也慢。

伺服驅動器DKCXX3-040-7 伺服驅動器故障維修

力士樂伺服驅動器維修范圍：

伺服驅動器、伺服電源、伺服控制器、 PLC 板、變頻器、直流調速控制器、開關電源、LCD顯示屏、工控電路板、印刷電路板、數控系統（CNC）中各類控制板、操作面板、操作屏等進口工業控制產品，其中以AB，路斯特、力士樂，兄弟機都有測試平臺，兼有 ABB、科爾摩根、GE、SEW、NUM、INDRAMAT、Lenze、Foxpro、丹佛斯、西屋、歐姆龍、富士、三菱、安川、三墾、日立等 品牌。

維護規則：嚴格按出廠操作維護手則去執行。用戶完成日常維護。維修分為小、中、大修。使用配件：保養耗材和維修配件。A、潤滑體系：查看油質、油位、漏油否、機油濾清器。B、進風體系：查看空氣過濾器、管位及連接器。

REXROTH力士樂伺服驅動器維修報警常見故障：整流模塊損壞、逆變模塊損壞、上電無顯示、顯示過電壓或欠電壓、顯示過電流或接地短路、電源與驅動板啟動顯示過電流、空載輸出電壓正常、帶載后顯示過載或過電流

力士樂伺服驅動器維修方法可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現故障。將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U、V、W上，應該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復以上步驟應得到相同結果，否則可確定逆變模塊故障。在靜態測試結果正常以后，才可進行動態測試，即上電試機。上電之前，須確認輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。檢查變頻器各接播口是否已正確連接，連接是否有松動，連接異常有時可能導致變頻器出現故障，嚴重時會出現炸機等情況。上電后檢測故障顯示內容，并初步斷定故障及原因。如未顯示故障。

廣州市南調機電設備有限公司

伺服驅動器的內部構成整流部：通過整流部，將交流電源變為直流電源，經電容濾波，產生平穩無脈動的直流電源。

逆變部：由控制部過來的SPWM信號，驅動IGBT，將直流電源變為SPWM波形，以驅動伺服電機。

控制部分：伺服單元采用全數字化結構，通過的硬件支持，實現閉環控制的軟件化，現在所有的伺服已采用（DSP數字信號處理）芯片，DSP，能夠執行位置、速度、轉矩和電流控制器的功能。給出PWM信號控制信號作用于功率驅動單元，并能夠接收處理位置與電流反饋，具有通訊接口。

編碼器：伺服電機配有的轉角測量編碼器，可以測量轉子的位置與電機的轉速。

目前，伺服控制系統的輸出器件越來越多地采用開關頻率很高的新型功率半導體器件，主要有大功率晶體管（GTR）、功率場效應管 （MOSFET）和絕緣門極晶體管（IGPT）等。這些先進器件的應用顯著地降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統的響應速度，降低了運行噪聲。

尤其值得一提的是，型的伺服控制系統已經開始使用一種把控制電路功能和大功率電子開關器件集成在一起的新型模塊，稱為智能控制功率模塊（Intelligent Power Modules，簡稱IPM）。這種器件將輸入隔離、能耗制動、過溫、過壓、過流保護及故障診斷等功能全部集成于一個不大的模塊之中。其輸入邏輯電平與TTL信號完全兼容，與微處理器的輸出可以直接接口。它的應用顯著地簡化了伺服單元的設計，并實現了伺服系統的小型化和微型化。