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(lái)詳細(xì)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(gè)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行綜合并加以放大，根據(jù)綜合信號(hào)極性的不同，輸出相應(yīng)的信號(hào)控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。當(dāng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)相平衡時(shí)，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)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(yīng)復(fù)雜的多參數(shù)調(diào)節(jié)的需要，伺服放大器設(shè)置由三個(gè)輸入信號(hào)通道和一個(gè)位置反饋信號(hào)通道。因此，它可以同時(shí)輸入三個(gè)輸入信號(hào)和一個(gè)位置反饋信號(hào)。在單參數(shù)的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，只使用其中一個(gè)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(gè)輸入信號(hào)和一個(gè)反饋信號(hào)綜合為偏差信號(hào)，并放大為電壓信號(hào)U22-21輸出。此輸出電壓同時(shí)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(dǎo)通，從而將交流220V電源加到兩相伺服電機(jī)繞組上，驅(qū)動(dòng)兩相伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)△1》0時(shí)，U22-21》0，觸發(fā)器2和主回路2工作，兩相伺服電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)△1《0時(shí)，，觸發(fā)器1和主回路1工作，兩相伺服電機(jī)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(dāng)輸入信號(hào)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(wú)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(dòng)機(jī)的電源斷開，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

由此可見，伺服放大器相當(dāng)于一個(gè)三位式無(wú)觸點(diǎn)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，提供伺服電機(jī)頻率可調(diào)的電源，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。少則幾千、多則上萬(wàn)元的伺服放大器的使用應(yīng)該十分小心，盡量延長(zhǎng)其使用壽命

而電網(wǎng)電壓突變和操作過(guò)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(duì)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(jìn)線電抗器，line reactor)，就能保護(hù)驅(qū)動(dòng)裝置免受以上沖擊，如圖1所示。

圖1 進(jìn)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(dǎo)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(shí)際上就是一個(gè)電感器(inductor)。

通過(guò)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(jì)算和電抗率公式

可見，通過(guò)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(lán)字看諧波)。

而且，學(xué)習(xí)過(guò)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?zhǔn)住＜友b電抗器后，它既能阻止來(lái)自電網(wǎng)的干擾，保護(hù)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(duì)電網(wǎng)的污染。

2、電抗器符號(hào)

電抗器在電氣圖中的符號(hào)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(jìn)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(jī)之間，稱為負(fù)載電抗器(load reactor)或輸出電抗器，以保護(hù)電機(jī)，如圖4所示。

圖4 輸出電抗器

詳細(xì)原理如圖5所示。

圖5 電抗器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接原理圖

有電抗器和無(wú)電抗器到底對(duì)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(wú)電抗器效果對(duì)比圖

4、電源濾波器

電磁干擾(electromagneTIc interference，EMI)也是伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)主要問(wèn)題，因此伴隨電抗器(line reactor)在設(shè)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(shuō)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(lái)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(hù)回路中的敏感器件。