變頻伺服驅(qū)動(dòng)器電源板計(jì)算和測(cè)試報(bào)告

1)欠壓保護(hù)和開機(jī)軟啟動(dòng)

三相220V交流電壓經(jīng)過整流以后得到脈動(dòng)直流電壓,如果此直流電壓直接對(duì)1000uF電容充電勢(shì)必因過大的浪涌電流使電容損壞,,因此啟動(dòng)時(shí)必須限制電流,即小電流對(duì)電容進(jìn)行充電,這樣直流母線電壓就會(huì)逐漸上升,當(dāng)其升高到閥值電壓時(shí),繼電器吸合

設(shè)R26和R24的并聯(lián)電阻為Rx Rx=R26//R24=150K//15K=13.63K

閥值電壓=(R23+Rx)÷Rx×5.833V=(470+13.63)÷13.63X5.833= 206.97=207V

AC閥值電壓207/1.4=147.85 實(shí)際測(cè)試AC閥值電壓為150V

當(dāng)繼電器吸合后U1的11腳電位V11會(huì)升高,所以當(dāng)繼電器吸合后,要使繼電器斷開,母線電壓降低到158.818V，此時(shí)對(duì)應(yīng)的交流輸入電壓為(158.818/1.4)113.44,實(shí)際測(cè)試值為114V

上圖中的藍(lán)色線表示直流母線經(jīng)分壓后作用在U1的11腳的電壓,黃色線表示欠壓報(bào)警信號(hào),從上圖可以讀出當(dāng)直流母線低于閥值電壓時(shí)到本電路送出欠壓報(bào)警信號(hào)之間的延時(shí)時(shí)間約為56Ms

2過壓保護(hù)和制動(dòng)電路

當(dāng)母線電壓高于389.26V時(shí)過壓保護(hù)啟動(dòng)切斷母線繼電器,當(dāng)母線電壓高于379.45V時(shí)

電路啟動(dòng),制動(dòng)管導(dǎo)通

389.26V=(R20+R21)÷R21×=(470+7.15)÷7.15×5.833

U1的第5腳電位U5=(-)÷(R17+R18+R19)×R17+=5.96V

379.45V=(R15+R16)÷R16×5.96,

所以當(dāng)制動(dòng)電路啟動(dòng)以后,母線電壓低于(R15+R16)÷R16×5.75=366.46V時(shí),制動(dòng)電路關(guān)閉.制動(dòng)管截止。

實(shí)際的測(cè)試結(jié)果是：當(dāng)母線電壓高于387V時(shí)過壓保護(hù)啟動(dòng)切斷母線繼電器,

當(dāng)母線電壓高于378V時(shí)制動(dòng)電路啟動(dòng),制動(dòng)管導(dǎo)通,,母線電壓低于380V時(shí)制動(dòng)電路關(guān)閉.制動(dòng)管截止。

所以制動(dòng)管的最大制動(dòng)電壓為387V,制動(dòng)管的最大制動(dòng)電流=378÷(制動(dòng)電阻值+MOSFET的導(dǎo)通電阻)=378÷(30+0.25)=12.6A,因此制動(dòng)電阻的最大制動(dòng)功率=12.6×12.6×30=4762.8W

從上圖可以讀出當(dāng)母線電壓高于過壓閥值時(shí)到本電路送出過壓飽報(bào)警時(shí)的延時(shí)時(shí)間約為40mS

3 定時(shí)器電路部分

母線電壓的升高有兩種原因：1)電動(dòng)機(jī)降速;2)市電輸入升高。

尤其是市電輸入升高使母線電壓介于制動(dòng)電壓閥值和過壓報(bào)警閥值之間時(shí)制動(dòng)管流過的電流維持在12A左右,所以必須限制制動(dòng)時(shí)間,以免損壞制動(dòng)管和制動(dòng)電阻。

當(dāng)制動(dòng)管處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)556的2腳(即TH1端)變?yōu)榈碗娖?所以VO1變?yōu)楦唠娖?即VCC)并通過R45向C55充電,所以TH2的電位將逐漸升高,當(dāng)TH2的電位升高到VCC時(shí),556內(nèi)部放電管導(dǎo)通,相當(dāng)于556的13腳(DISC2端)直接接地所以強(qiáng)行將U1的11腳電位拉得很低,所以欠壓/軟啟動(dòng)電路起作用,將主電路繼電器斷開,直流母線的電壓將迅速下降,當(dāng)其低于366.46V時(shí),制動(dòng)電路退出制動(dòng)狀態(tài)，制動(dòng)延時(shí)時(shí)間的計(jì)算

由于電容和電阻的標(biāo)稱值和實(shí)際值有一定的誤差,所以實(shí)際測(cè)試的時(shí)間為850Ms,見下圖

555時(shí)基芯片內(nèi)部電路

4 報(bào)警信號(hào)的定義

驅(qū)動(dòng)板和控制板的連接見下圖

驅(qū)動(dòng)板的任務(wù)是為控制板提供電源,還要將驅(qū)動(dòng)板的某些狀態(tài)的信息,傳遞給控制板的CPU,讓CPU發(fā)出相應(yīng)的控制指令。這些狀態(tài)信息包括：模塊故障、制動(dòng)、過壓,欠壓,其電路結(jié)構(gòu)如下:

當(dāng)驅(qū)動(dòng)板處于正常狀態(tài)時(shí),各種狀態(tài)對(duì)應(yīng)的光耦都處于導(dǎo)通狀態(tài),即低電平一旦過壓,或者制動(dòng)等光耦截止,狀態(tài)信號(hào)變?yōu)楦唠娖?設(shè)計(jì)電路時(shí)為什么這樣定義,目的是如果驅(qū)動(dòng)板和控制板之間的連接線接觸不好等,以及線路板上與之相關(guān)銅箔開路,在顯示板上就會(huì)有相應(yīng)的報(bào)警指示，這樣就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

5 開關(guān)電源電路

1、輸入特性：

l 輸入電壓范圍：85VAC —— 260VAC

l 輸入頻率范圍：47Hz —— 63Hz

l 額定輸入電壓及頻率：220VAC 50 Hz

2、輸出特性

l 額定輸出功率15W 效率不低于70%

測(cè)試條件:輸入電壓220V

l 最大輸出功率15W 效率不低于70

審核編輯：湯梓紅