一文告訴你為什么伺服放大器前要用電抗器

　　本文主要詳解伺服放大器前要用電抗器的原因是什么，首先介紹了伺服放大器的作用及原理，其次闡述了為什么伺服放大器前要用電抗器的解答，跟隨小編來詳細的了解一下。

　　伺服放大器的作用及原理

　　伺服放大器的作用是將多個輸入信號與反饋信號進行綜合并加以放大，根據(jù)綜合信號極性的不同，輸出相應的信號控制伺服電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。當輸入信號和反饋信號相平衡時，伺服電機停止轉(zhuǎn)動，執(zhí)行機構(gòu)輸出軸便穩(wěn)定在一定位置上。

　　伺服放大器組要由前置磁放大器、觸發(fā)器、晶閘管主回路和電源等部分組成，其組成如下圖所示。

　　為適應復雜的多參數(shù)調(diào)節(jié)的需要，伺服放大器設置由三個輸入信號通道和一個位置反饋信號通道。因此，它可以同時輸入三個輸入信號和一個位置反饋信號。在單參數(shù)的簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，只使用其中一個輸入通道和反饋通道。

　　在伺服放大器中，前置磁放大器把三個輸入信號和一個反饋信號綜合為偏差信號，并放大為電壓信號U22-21輸出。此輸出電壓同時經(jīng)觸發(fā)器1（或2）轉(zhuǎn)換成觸發(fā)脈沖去控制晶閘管主回路1（或2）的晶閘管導通，從而將交流220V電源加到兩相伺服電機繞組上，驅(qū)動兩相伺服電動機轉(zhuǎn)動。當△1》0時，U22-21》0，觸發(fā)器2和主回路2工作，兩相伺服電機正轉(zhuǎn)；當△1《0時，，觸發(fā)器1和主回路1工作，兩相伺服電機反轉(zhuǎn)；兩組觸發(fā)器和兩組晶閘管主回路的電路組成及參數(shù)完全相同，所以當輸入信號和與位置反饋電流If相平衡，前置磁放大器的輸出U22-21≈0，兩觸發(fā)器均無觸發(fā)脈沖輸出，主回路1和2中的晶閘管阻斷，兩相伺服電動機的電源斷開，電動機停止轉(zhuǎn)動。

　　由此可見，伺服放大器相當于一個三位式無觸點繼電器，并具有很大的功率放大能力。

　　伺服放大器前要用電抗器的原因解析

　　伺服放大器是運動控制系統(tǒng)的重要組成部分，提供伺服電機頻率可調(diào)的電源，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的高端產(chǎn)品。少則幾千、多則上萬元的伺服放大器的使用應該十分小心，盡量延長其使用壽命

　　而電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊、諧波干擾、電壓中包含的尖峰脈沖等，對伺服放大器回路中的敏感元件損害很大。伺服放大器前加裝電抗器（稱為進線電抗器，line reactor），就能保護驅(qū)動裝置免受以上沖擊，如圖1所示。

　　圖1 進線電抗器

　　1、電抗器及其作用

　　電抗器（reactor），顧名思義，是能在電路中起到阻抗作用的裝置。用導線繞成螺線管形式，在螺線管中插入鐵芯，這樣電感就很大，就成了電抗器，實際上就是一個電感器（inductor）。

　　通過電抗器的電壓降與線電壓之比，稱為電抗率，以此表征電抗器的參數(shù)。電抗器的阻抗（impedance）和電抗率（% impedance of a reactor）如圖2公式，典型的電抗率是3%或者5%。

　　圖2 阻抗計算和電抗率公式

　　可見，通過電抗器的電流頻率越大，阻抗就越大，這就是電抗器能夠平滑尖峰電壓、抑制諧波的原理（戳藍字看諧波）。

　　而且，學習過諧波你就知道伺服放大器、變頻器是重要的諧波源，是電網(wǎng)污染的罪魁禍首。加裝電抗器后，它既能阻止來自電網(wǎng)的干擾，保護伺服放大器，又能減少伺服放大器的整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。

　　2、電抗器符號

　　電抗器在電氣圖中的符號與電感一樣，都用L表示。如圖3所示為FANUC βi SVSP伺服放大器的主電源輸入電路圖，L1為進線電抗器。

　　圖3 某伺服放大器主電源輸入電路圖

　　3、輸出電抗器

　　電抗器裝在變頻器和電機之間，稱為負載電抗器（load reactor）或輸出電抗器，以保護電機，如圖4所示。

　　圖4 輸出電抗器

　　詳細原理如圖5所示。

　　圖5 電抗器與驅(qū)動系統(tǒng)連接原理圖

　　有電抗器和無電抗器到底對平滑電流有多大作用呢？如圖6所示，電抗器可以平滑尖峰電壓（transient voltage）和抑制諧波（harmonics）。

　　圖6 有/無電抗器效果對比圖

　　4、電源濾波器

　　電磁干擾（electromagnetic interference，EMI）也是伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個主要問題，因此伴隨電抗器（line reactor）在設備（power module）輸入端還裝有電源濾波器（line filter），以抑制電磁干擾，如圖7所示。

　　圖7 電源濾波器使用

　　FANUC伺服放大器說明書經(jīng)常提到AC reactor、AC line filter，現(xiàn)在你明白這些東西的作用了嗎？為什么要在伺服放大器前加裝電抗器，為的是抑制來自電源電網(wǎng)的諧波干擾，平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，改善伺服放大器的電源質(zhì)量，保護回路中的敏感器件。