國產伺服產品技術攻關大多數還停留在可靠性層面,只有可靠的產品才能被市場認可,才能真正帶給它的用戶以價值。國產伺服可靠性不足集中體現在電源不穩定、器件降額不夠,這些不可靠因素主要表現在關鍵器件的電應力和熱應力的可靠性,其次還有電磁擾動對電路功性能的影響,本文以一個案例的方式討論電源和器件應力。 伺服系統最基本的性能是力矩、轉速、位置的精確性以及響應速度。但凡討論伺服性能,我們必須站在系統層面來討論,把電機性能包括在其中。本文在探討性能測試方面,給出了力矩響應、速度響應、定位精度和重復定位精度的測試方法。 電源與器件可靠性測試方法 1、輔助電源短路保護測試 輔助電源不僅給控制芯片、驅動芯片、接口電路、風機供電,而且伺服驅動器給外部提供24V電源。所以開關電源短路保護功能尤為重要,我們分別取最低電源電壓(DC200V)、正常電源電壓(DC311V)、最高電源電壓(DC400V)三個點,測試輔助電源的保護功能。 測試時,輔助電源輸入通過調節直流調壓器給定,將母線電源電壓分別調節到DC200V、DC311V、DC400V,然后依此分別將輸出短路,本文以5V,24V兩路輸出的一個實際產品為例討論。測試方法就是將其中一路短路,測量另外一路輸出。 l 5V短路,量測24V輸出,如表2-1所示:l 24V短路,量測5V輸出,如表2-2所示:試驗結果表明,在5V,24V短路時,芯片都進入打嗝狀態,即滿足輸出短路保護試驗要求。 2、輔助電源Topswitch電壓應力試驗 Topswitch器件VDS電壓指集成PWM控制器內部IGBT漏極和源極之間的的電壓,VDS超標是其損壞的主要原因之一,VDS直接影響伺服驅動器的可靠性和壽命,測試方法是通過調壓器調節輔助電源輸入電壓,測量VDS電壓。輸入電壓越高,VDS電壓越高,即在母線規格最大值(DC400V)時,VDS電壓最高,測量這個最大值是否超標,可判斷Topswitch電壓應力是否合格。 還有一種情況,輔助電源輸出短路時,VDS會特別高,需要判斷短路時Topsweitch電壓應力是否合格。 l 未短路時測試數據如下表2-3所示,實拍波形如圖2-1所示當將5V短路時,在DC400V的輸入下VDS電壓為650V 小于700,滿足規格要求。 5V短路,VDS輸出波形如圖2-2:3、輔助電源啟動測試 輔助源啟動時間對伺服產品可靠性來說很重要,特別是對功率器件與功率器件驅動上電時序的影響很重要,在功率器件必須保證在其驅動器件上電好以后才能上電,只有這樣才能保證在上電或斷電過程中功率器件不會有誤動作,避免直臂導通等嚴重的短路故障。 在本例中,輸入交流220VAC時,測試得到5V輸出啟動延時為180ms,小于IPM上電啟動時間,可以保證IPM驅動芯片先工作,IPM內部IGBT后工作,可以防止上電短路等故障。延時波形如圖2-3所示: l 正弦信號為50Hz輸入波形 l 直線型信號為輔助源5V輸出信號 4、輔助電源紋波及噪聲測試 (1)輸出電壓測試:分別在不同母線,滿載情況下,測試各路電壓值如表2-4所示:(單位:V)測試結果:合格。 (2)輸出電壓紋波測試:分別在不同母線電壓情況下測試滿載電壓情況下紋波如表2-5所示(單位:mV)聲明:本文為轉載類文章,如涉及版權問題,請及時聯系我們刪除(QQ: 229085487),不便之處,敬請諒解!