再生電阻概述

當(dāng)伺服電機(jī)由發(fā)電機(jī)模式驅(qū)動(dòng)時(shí)，電力回歸至伺服放大器側(cè)，這被稱為再生電力。再生電力通過在伺服放大器的平滑電容器的充電來吸收。

超出可以充電的能量后，再用再生電阻器消耗再生電力。

伺服電機(jī)由再生(發(fā)電機(jī))模式驅(qū)動(dòng)的情況如下所示:

1.加速、減速運(yùn)行時(shí)的減速停止期間。

2.垂直軸上的負(fù)載。

3.由負(fù)載側(cè)形成的伺服電機(jī)不間斷地連續(xù)運(yùn)行(負(fù)負(fù)載)。

再生電阻器的連接方法:

在伺服單元的P+、PB之間連接外置式再生電阻器;再生電阻器會(huì)達(dá)到高溫。請(qǐng)使用耐熱不燃的電線，配線時(shí)不要與再生電阻器接觸。

再生電阻在具有回饋特性的伺服系統(tǒng)中有非常重要的作用，一個(gè)不合適的再生電阻可能導(dǎo)致系統(tǒng)過載停機(jī)，過載電阻損壞，一旦失去再生電阻的保護(hù)接下來將會(huì)損壞的是母線電容和功率逆變模塊，因此選配一個(gè)合適的再生電阻是搭建一套伺服系統(tǒng)的重要任務(wù)。

由于放電策略的不同即，計(jì)算方式可能有很多種，本文提出一種較為工程化的估算方法，忽略一些復(fù)雜的運(yùn)算。不同的速度規(guī)劃和放電策略對(duì)應(yīng)不同的計(jì)算方法，這里為了簡(jiǎn)化計(jì)算我們做以下假設(shè)：

1. 假設(shè)減速過程中減速度為常數(shù)，機(jī)械摩擦力不變，電流不變。

2. 減速減速開始時(shí)母線電壓為，在Uclamp觸發(fā)放電，在URegenStpo 停止放電。

3. 假設(shè)一次減速過程只放電一次，再生電阻一旦觸發(fā)就持續(xù)放電。

以下以單軸為例計(jì)算：

速度規(guī)劃的影響：T 型規(guī)劃與S 型規(guī)劃，甚至高階規(guī)劃會(huì)對(duì)回饋過程產(chǎn)生影響，對(duì)于高階速度規(guī)劃的情況計(jì)算會(huì)非常復(fù)雜， 總體來說回饋曲線會(huì)比T 型規(guī)劃柔和，但是差別不會(huì)很大。如果要更精確估計(jì)，最好的辦法是通過輔助軟件構(gòu)造模型進(jìn)行仿真，例如simulink 仿真。

摘 要：本文介紹了再生電阻的重要性，并提出選配一個(gè)合適的再生電阻是搭建一套伺服系統(tǒng)的重要任務(wù)。

1.引言

再生電阻在具有回饋特性的伺服系統(tǒng)中有非常重要的作用，一個(gè)不合適的再生電阻可能導(dǎo)致系統(tǒng)過載停機(jī)，過載電阻損壞，一旦失去再生電阻的保護(hù)接下來將會(huì)損壞的是母線電容和功率逆變模塊，因此選配一個(gè)合適的再生電阻是搭建一套伺服系統(tǒng)的重要任務(wù)。

由于放電策略的不同即，計(jì)算方式可能有很多種，本文提出一種較為工程化的估算方法，忽略一些復(fù)雜的運(yùn)算。不同的速度規(guī)劃和放電策略對(duì)應(yīng)不同的計(jì)算方法，這里為了簡(jiǎn)化計(jì)算我們做以下假設(shè)：

①假設(shè)減速過程中減速度為常數(shù)，機(jī)械摩擦力不變，電流不變。

②減速減速開始時(shí)母線電壓為，Uclamp在觸發(fā)放電，在URegenStop停止放電。

③假設(shè)一次減速過程只放電一次，再生電阻一旦觸發(fā)就持續(xù)放電。

2.單軸為例計(jì)算

2.1母線容量計(jì)算

其中：Ec—母線在正常電壓之外的可以進(jìn)一步吸收的能量

Unom—母線工作電壓

Uclamp—母線安全電壓，開始放電的閥值

以ACS驅(qū)控一體控制器SPiiPlusCMba/hp為例：

則沒有必要選配再生電阻，反之就需要選配再生電阻。

2.6再生電阻參數(shù)確定

如果EM>Ec，就需要計(jì)算再生電阻的參數(shù)由于回饋放電模塊的閉環(huán)作用，在減速結(jié)束之后母線電壓維持在URegenStop，則整個(gè)減速過程中，從開始減速到減速結(jié)束時(shí)，母線增加的儲(chǔ)能為E?。

其中，URegenStop為再生電路停止工作的電壓閥值(Unom從開始減速到母線充電飽和，系統(tǒng)回饋給母線的總能量：

其中：DEC—減速度tstartRegen—從開始減速到觸發(fā)放電的時(shí)間vstartRegen—觸發(fā)再生電阻放電時(shí)的速度

將tstartRegen帶入，求解一元二次方程可以得到vstartRegen，再生電阻工作的時(shí)間為：

整個(gè)減速過程中再生電阻消耗的能量：

開啟再生電阻時(shí)刻，至少要保證母線電壓不再升高，根據(jù)功率平衡原則得到：

我們可以得到電阻的參考參數(shù)：

則電阻的峰值功率：

平均功率：

其中，tAverage為平均減速周期。

3.多軸共母線的控制方案的計(jì)算方法

最嚴(yán)重的情況就是多軸同時(shí)減速，計(jì)算方法如下：

4.其他可能的影響

速度規(guī)劃的影響：T型規(guī)劃與S型規(guī)劃，甚至高階規(guī)劃會(huì)對(duì)回饋過程產(chǎn)生影響，對(duì)于高階速度規(guī)劃的情況計(jì)算會(huì)非常復(fù)雜，總體來說回饋曲線會(huì)比T型規(guī)劃柔和，但是差別不會(huì)很大。如果要更精確估計(jì)，最好的辦法是通過輔助軟件構(gòu)造模型進(jìn)行仿真，例如simulink仿真。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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