REXROTH功率模塊的工作原理及選型資料大全
REXROTH功率模塊是以IGBT為內核的混合集率部件,由高速低功耗管芯(IGBT)和優化的門極驅動電路,以及快速保護電路構成。IPM內的IGBT管芯都選用高速型的,而且驅動電路緊靠IGBT,驅動延時小,所以IPM開關速度快,損耗小。IPM內部集成了能連續檢測IGBT電流和溫度的實時檢測電路,當發生嚴重過載甚至直接短路時,以及溫度過熱時,IGBT將被有控制地軟關斷,同時發出故障信號。
此外IPM還具有橋臂對管互鎖、驅動電源欠壓保護等功能。盡管IPM價格高一些,但由于集成的驅動、保護功能使IPM與單純的IGBT相比具有結構緊湊、可靠性高、易于使用等優點。
檢測判斷方法: 功率模塊輸入的直流電壓(P、N之間)一般為260V-310V左右,而輸出的交流電壓為一般不應高于220V。如果功率模塊的輸入端無310V直流電壓,則表明該機的整流濾波電路有問題,而與功率模塊無關;如果有310V直流電壓輸入,而U、V、W三相間無低于220V均等的交流電壓輸出或U、V、W三相輸出的電壓不均等,則可初步判斷功率模塊有故障。
內置的驅動和保護電路使系統硬件電路簡單、可靠,縮短了系統開發時間,也提高了故障下的自保護能力。與普通的IGBT模塊相比,IPM在系統性能及可靠性方面都有進一步的提高。
保護電路可以實現控制電壓欠壓保護、過熱保護、過流保護和短路保護。如果IPM模塊中有一種保護電路動作,IGBT柵極驅動單元就會關斷門極電流并輸出一個故障信號(FO)。各種保護功能具體如下:
(1)控制電壓欠壓保護(UV):IPM使用單一的+15V供電,若供電電壓低于12.5V,且時間過toff=10ms,發生欠壓保護,封鎖門極驅動電路,輸出故障信號。
(2)過溫保護(OT):在靠近IGBT芯片的絕緣基板上安裝了一個溫度傳感器,當IPM溫度傳感器測出其基板的溫度過溫度值時,發生過溫保護,封鎖門極驅動電路,輸出故障信號。
(3)過流保護(OC):若流過IGBT的電流值過過流動作電流,且時間過toff,則發生過流保護,封鎖門極驅動電路,輸出故障信號。為避免發生過大的di/dt,大多數IPM采用兩級關斷模式。其中,VG為內部門極驅動電壓,ISC為短路電流值,IOC為過流電流值,IC為集電極電流,IFO為故障輸出電流。
(4)短路保護(SC):若負載發生短路或控制系統故障導致短路,流過IGBT的電流值過短路動作電流,則立刻發生短路保護,封鎖門極驅動電路,輸出故障信號。跟過流保護一樣,為避免發生過大的di/dt,大多數IPM采用兩級關斷模式。為縮短過流保護的電流檢測和故障動作間的響應時間,IPM內部使用實時電流控制電路(RTC),使響應時間小于100ns,從而有效抑制了電流和功率峰值,提高了保護效果。
當IPM發生UV、OC、OT、SC中任一故障時,其故障輸出信號持續時間tFO為1.8ms(SC持續時間會長一些),此時間內IPM會封鎖門極驅動,關斷IPM;故障輸出信號持續時間結束后,IPM內部自動復位,門極驅動通道開放。
可以看出,器件自身產生的故障信號是非保持性的,如果tFO結束后故障源仍舊沒有排除,IPM就會重復自動保護的過程,反復動作。過流、短路、過熱保護動作都是非常惡劣的運行狀況,應避免其反復動作,因此僅靠IPM內部保護電路還不能完全實現器件的自我保護。要使系統真正安全、可靠運行,需要輔助的外圍保護電路。
REXROTH力士樂部分型號
固化軟件ESM02.3-FW(R911289324 R911285655)
伺服驅動器DKC11.3-100-7-FW
伺服驅動器DKC11.3-040-7-FW
伺服放大器BX25A20ACD
MSK061C-0300-NN-M1-UG1-NNNN R911317264
R911298374 HCS02.1E-W0028-A-03-NNNN
1只 Rexroth伺服控制主板 HMD01.1N-W0020-A-07-NNNN;MNR:R911295322
1PCS REXROTH 電機 MHD090B-058-NG0-UN
電纜線(力士樂)
1只 0608740241
1只 0608740242
存儲卡:HSM01.1-FW FWC-HSM1.1-ELS-05V29-MS 275975
力士樂功率模塊 2只 型號DKC02.3-040-7-FW
R911298371 HCS02.1E-W0012-A-03-NNNN
HMS01.1N-W0110-A-07-NNNN
力士樂 1只 DKC02.3-040-7-FW 機器人控制器
1個 HMS01.1N-W0036-A-07-NNNN
1個 HMS01.1N-W0070-A-07-NNNN
1個 HMV01.1E-W0030-A-07-NNNN
1個 HNF01.1A-F240-E0051-A-480-NNNN
固化軟件模塊 R911291765(FWA-ECODR3-FLP-03VRS-MS
4只 驅動器 R911279430