大連光洋科技工程有限公司 (遼寧 116600)丁云飛 王大明

大連市節(jié)能監(jiān)察支隊 (遼寧 116013)徐慧勇

交流伺服電動機作為控制電動機類高檔精密部件，廣泛用于機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產(chǎn)線等行業(yè)，這些領域對交流伺服電動機的需求迅猛增長，交流伺服逐步替代原有直流有刷伺服電動機和步進電動機，并且在應用中對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷提高，本文主要介紹了為提高伺服電動機的可靠性，KTY84—130 型溫度傳感器在伺服電動機保護中的應用。

1.KTY84 溫度傳感器介紹

交流伺服電動機在各種工業(yè)中應用非常廣泛，為了防止電動機定子在工作中發(fā)熱導致電動機絕緣老化和損壞，因而過熱保護成為電動機的必備保護之一。交流伺服電動機過熱保護方式是在繞組上串接一個溫度傳感器，并將其綁扎在電動機繞組的端部。在電動機運行過程中，利用控制設備實時監(jiān)視溫度變化，當繞組溫度達到某一設定值時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，終止電動機旋轉，提示操作者采取對應的措施，檢查問題原因。

本公司在設計GST7 系列化伺服電動機時，為提高和保證伺服電動機的可靠性，以GB 755—2008 作為設計參考，并計算電動機的熱時間常數(shù)，經(jīng)過選型，最終確定KTY84—130 溫度傳感器作為伺服電動機的熱保護開關。

KTY84 溫度傳感器芯片結構基于擴散電阻原理，主要成分是硅，硅天性穩(wěn)定，測量范圍內(nèi)都具有實際在線線性的溫度系數(shù)，確保了溫度測量的高精確度。所以此類傳感器具有“精度高、可靠性高和穩(wěn)定性強以及正溫度系數(shù)”的特點。其性能特征如下:

(1)測量溫度范圍:-40～300℃，電阻值大致從300～2 700Ω 基本呈線性變化。

(2)精度等級:0.5%。

(3)公稱壓力:約1MPa。

(4)高溫電纜直接出線，便于與其他電器設備連接。

(5)適用于各種介質工業(yè)管道和狹小空間設備測溫。

其溫度與電阻曲線圖如圖1 所示。

圖1 KTY84—130電阻-溫度曲線圖

2.KTY84—130 溫度傳感器在伺服電動機中應用

大連光洋科技工程有限公司是同行業(yè)中國際上首家在一家企業(yè)實現(xiàn)完整數(shù)控技術產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，構建完成具有國際競爭力的完整數(shù)控技術鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，具備了從系統(tǒng)的角度去規(guī)劃、設計、分析、優(yōu)化高檔數(shù)控機床的能力。伺服電動機作為高檔機床的關鍵執(zhí)行部件，其可靠性高低直接決定了機床的可靠性水平，隨著國家相關部門對機床行業(yè)的關注，產(chǎn)品的可靠性引起了人們的廣泛關注，因此在伺服電動機設計之初就需要將可靠性放在首位。在各種電動機故障中，由于過熱造成的絕緣老化和損壞是主要原因。因此熱保護是伺服電動機可靠性保證的一個重要手段。在GB 755—2008 中，測量電動機溫升有三種方法:溫度計法(使用溫度計測量電動機相應位置溫度，計算試驗前后的溫升);電阻法(測量定轉子繞組溫升試驗前后直流電阻值，折算為溫度值并計算溫升);埋置檢溫元件法(測量埋置在定子繞組中的檢溫元件的鉑熱電阻的直流電阻值折算為溫度，計算溫升)?？紤]到伺服電動機的應用環(huán)境及另外兩種溫度檢測方法的使用局限性，最終確定采用埋置檢溫元件法進行伺服電動機的溫度檢測。過熱保護方式是在繞組上串接一個溫度傳感器，并將其綁扎在電動機繞組的端部。同時溫度傳感器的輸出引到電動機的航空插頭，其應用原理如圖2所示。

圖2 KTY84—130 在伺服電動機的應用

3.溫度傳感器在伺服電動機中應用的實現(xiàn)

伺服電動機的溫度信號不能由伺服驅動器直接接收，需要使用溫度采集模塊對電動機溫度信號進行處理，將處理好的數(shù)據(jù)通過CAN 總線傳給數(shù)控系統(tǒng)，利用GNC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置的PLC 程序對數(shù)據(jù)進行處理及計算，最后將計算后的溫度顯示在系統(tǒng)界面上，用戶可以通過指定通道來查看伺服電動機的溫度，實現(xiàn)對伺服電動機工作溫度的監(jiān)控。圖3 是伺服電動機與溫度采集模塊及數(shù)控系統(tǒng)的應用連接圖。

圖3 KTY84 在伺服電動機保護中的應用原理

GNC61 數(shù)控系統(tǒng)對溫度采集模塊傳送過來的數(shù)據(jù)進行處理后，將計算后的數(shù)據(jù)顯示在系統(tǒng)界面上，同時對溫度值進行報警提示和關斷處理(見圖4～圖6)。

圖4 溫度檢測模塊

圖5 溫度值的顯示

圖6 電動機溫度報警處理

4.結語

通過以上方法可以實時檢測伺服電動機定子的溫度變化，根據(jù)其變化采取有效措施更好地保護電動機，極大地提高伺服電動機的可靠性，并大大降低伺服電動機損壞幾率，使其發(fā)揮更好的性能。