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步進電機驅動器的故障現象分析和排除方法
發布時間:2019-07-07    點擊次數:次   
故障現象:步進電機一旦啟動,則步進電機驅動器外接保險絲即燒毀,設備不能運行(Windows)。

故障分析:維修(wéi xiu)人員在檢查時,發現一功率管已損壞,但由于沒有資料,弄不清該管的作用,以為是功率驅動的前置推動,換上一功率管,通電后,保險(insur)再度被燒,換上的管子亦損壞。步進電機驅動為了進一步提高驅動系統的高頻響應,可采用升頻升壓功率驅動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關系。它的主回路實際上是一個開關穩壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅動脈沖的頻率轉換成直流電平,并用此電平去控制開關穩壓電源的輸入,這就構成了具有頻率反饋的功率驅動接口。經專業維修人員檢查,初始分析是對的,即保險一再熔斷,驅動器肯定存在某一不正常的大電流(Electron flow),并檢查出一功率管損壞。但對該管的作用沒有弄清楚。實際上該管為步進電機電源(power supply)驅動管,步進電機為高壓起動,因而要承受高壓大電流。靜態檢查,發覺脈沖環形分配器的線路中,其電源到地端的阻值很小,但也沒有短路(電流不經用電器、直接連電源兩極)。
根據線路中的元器件數量及其功耗分析(Analyse)電源(power supply)到地端的阻值不應如此之小,因此懷疑線路中已有元器件損壞。步進電機驅動器可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速和定位的目的。步進電機是一種感應電機,它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為步進電機供電,步進電機才能正常工作,驅動器就是為步進電機分時供電的,多相時序控制器。通電巡查,發現一芯片(又稱微電路)異常發熱。斷電后將該芯片的電源引腳切斷,靜態檢查,電源到地的阻置增大應屬正常。測該芯片的電源到地的阻值很小。查該芯片的型號,為一非標型號,眾多手冊中沒有查到。
經線路分析(Analyse),確認其為該板中的主要元件:環形脈沖分配器。為進一步確認該芯片的問題,首先換耐壓電流(Electron flow)功率相當的步進電機電源驅動(Driver)管,恢復該芯片的電源引腳,用發光二級管電路(Electric circuit)替代步進電機各繞組作模擬(定義:對真實事物或者過程的虛擬)負載。通電后,發光二級管皆亮,即各繞組皆通電,這是不符合線路要求的,輸入步進脈沖無反應,進口泵故障排除:因此確認該芯片已損壞。但是該芯片市場上沒有,在驅動器殼體內空間(Space)允許的情況(Condition)下,采取了組合線路即用手頭上已有的d觸發器和與非門的組合設計了一個環形脈沖發生器,制作在一個小印制板上,拆除原芯片將小印制板通過引腳裝在原芯片的焊盤上。仍用發光二極管作模擬負載,通電后加人步進脈沖按相序依次發光。拆除模擬負載,接入主機,通電,設備運行正常。
本例說明,維修(wéi xiu)人員不僅要能分析(Analyse)現象(過流),找出比較明顯的原因(功率管損壞),還要能步步深人地分析故障初因(脈沖發生器損壞),并且能運用手頭上現有的元器元件組合替代難于解決的器件問題。


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