工業伺服驅動器的保護設計方案

　　伺服驅動技術作為數控機床、工業機器人及工業自動化的關鍵技術之一，在國內外普遍受到關注。隨著微處理器技術、電力電子技術、網絡技術、控制技術的發展為伺服驅動技術的進一步發展奠定了良好的基礎。如果說20世紀90年代則是伺服驅動系統實現全數字化、智能化、網絡化的10年。那么隨著德國提出的工業4.0概念，工業4.0時代時代的工業自動化，將在原有自動化技術和架構下，實現集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，讓設備從傳感器到因特網的通訊能夠無縫對接，從而建立一個高度靈活的、個性化和數字化生產模式。在這種模式下，生產自動化技術可通過自我診斷、自我修正和各種功能軟件讓設備更加智能，以更好地輔助工人完成生產。

　　伺服驅動器(servo drives)作為工業自動化的重要一環，又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的一種控制器，其屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現高精度的傳動系統定位，進而可以控制機器人，從而實現工業自動化。

　　伺服驅動器控制電機運轉必須要有電源動力線和電機編碼器線。具體就是要有DC24V電源線，位置控制信號線，速度控制信號線，扭矩控制信號線，以及其他輸入輸出控制線。伺服驅動器的DC24V提供電源，由于電源在后端負載出現過流以及短路時，都需要保護，TE公司的PolySwitch可以實現可恢復的過流保護，當故障消除時，只要斷電PolySwitch就可以實現復位，避免了像一次性fuse那樣一旦過流斷開就需要維修的困境。對于伺服驅動器各類輸出信號線，由于工業現場接線環境較惡劣，接線工作量較大，難免會有接線錯誤，往往會將有功率限制的I/O端口，誤接短路，造成端口過流燒毀，因此，伺服驅動器的每個輸出端口都很有必要設計過流保護措施，放置自恢復保險絲PolySwitch在每個輸出端口處，以避免誤接短路事故的發生。這樣，如果調試人員在現場不小心將輸出端口錯接或短路，自恢復保險絲PolySwitch將會立刻啟動保護，限制了輸出端口的工作電流，保護了伺服驅動器的I/O板。當故障排除，自恢復保險絲PPTC又很快自動恢復到低阻值狀態，伺服驅動器又可以正常工作。

　　伺服控制器通過自動化接口可以很方便地進行操作模塊和現場總線模塊的轉換，同時使用不同的現場總線模塊實現不同的控制模式，這些總線是RS232和RS485.RS232和RS485總線也需要保護，對于需要出戶的總線，需要設計防雷保護，對于不同的防雷保護等級，TE電路保護部有一整套完整的方案。對于相對高等級的雷擊，可以用兩極保護的方案，PPTC可以實現耦合和過流保護的功能。對于不需出戶的RS232和RS485總線，則PPTC可以實現有效地過流保護功能。