安川Sigma-7伺服放大器拆解

安川Sigma-7是安川工业伺服放大器系列产品的一款。 Sigma-7伺服驱动器可实现3.1 kHz的频率响应，从而确保了高速响应并缩短了建立时间（settling times）。

图1：安川Sigma-7伺服驱动器。

Sigma-7伺服驱动器系列的额定功率范围为3W至55kW，可轻易与安川机器控制器和各类伺服电机配套使用以创建运动自动化系统。

Sigma-7伺服驱动器有单轴和双轴两种形式，可用于驱动旋转伺服电机、齿轮电机、直接驱动伺服电机和线性伺服电机。它借助一套先进的伺服调节算法来进行振动抑制；可无需安装人员的干预实现自动调整和无需调整调试；从而缩短了建立时间，实现了可靠精确的控制，并加快了新自动化系统的设置（setup）。

Sigma-7伺服放大器系列设计为可轻易合各种通信端口，例如Mechatrolink III以太网（1000Mbps和最多62个从属同步）、EtherCAT、CompactLogix PLC、PLCopen编程标准、Modbus TCP协议和RS422。

Sigma-7伺服驱动器可用于多种应用，包括：工业机器人、半导体设备以及工业自动化的各阶段。

一般规格

•型号和额定值：SGD7S-2R1F20A，200W、2.1A、240V、三相输出

•主电源：单相100Vac至120Vac、50Hz/60Hz、5A

•控制电源：交流单相100Vac至120Vac、50Hz/60Hz、0.38A

•最高速度频率响应：500Hz

•24位编码器输入

•附加特性：再生电阻器模块选件，用于抑制振动的高级伺服调整算法、自动调整和无需调整调试

外观和外壳

•尺寸：18cm x 16cm x 4cm

•重量：1.4kg

•工作环境温度：-5至55°C，相对湿度95％

•防护等级：IP20

•安装等级：最高海拔1000m（针对1000m至2000m的降级处理），安装现场需没有腐蚀性或易燃气体，不暴露于水、油或化学药品、灰尘、盐雾或铁粉。

图2：安川 Sigma-7伺服驱动器外壳。

控制板

•MCU：安川ASIC

•隔离：东芝（Toshiba）

•TLP2368（2个）交流输入，5Mbps高速光耦。

•TLP290（4个）交流输入，光电晶体管。

•TLP291（2个）直流输入，光电晶体管。

图3：控制器板

逆变器板

•交流输入线到直流整流器电路：

-具有集成二极管整流器的Shindengen MG020200，用于交流输入线/直流转换器以及制动IGBT和二极管

-带隔离的交流输入线电压检测器：东芝TLP785（2个）直流输入，Viso（隔离电压） 5000Vrms、光电晶体管（phototx）

-松下（Panasonic）ZNR E11271瞬态/电涌吸收器

-Mersen AC400V/DC260V，20A保险丝

•     浪涌电流限制器继电器：

-欧姆龙（Omron）G6C-2114P SPST-NO 10A

-浪涌电阻：田村（Tamura）F5K 5.1ΩJ、145°C 和 5K 5.1ΩJ水泥电阻

•      反激式转换器开关电源（SMPS）：

-德州仪器（Texas Instrument）UCC28610反激控制器IC，12-65W

-T4057DT反激变压器

-Shindengen G10SC6M肖特基势垒二极管60V、10A

-隔离：东芝TLP785（2个）直流输入，Viso 5000Vrms、光电晶体管

大容量直流电容器：Rubycon（2个）200V/1300µF电解电容器

制动栅极驱动器：博通（Broadcom）ACPL-P314 0.6A，IGBT栅极驱动光耦

•逆变器电路：

-带隔离的总线电压检测[SL1] ：博通ACPL-C797，200mV输入、10MHz时钟、光隔离、Δ-Σ调制器

-三菱（Mitsubishi）PSS10S51F6智能功率模块，三相DC/AC逆变器、600V/10A

-带隔离的栅极驱动器：博通 ACPL-P480（6个）光耦

-带有用于IPM温度检测[SL2] 的隔离的光电晶体管：东芝TLP785直流输入，Viso 5000Vrms、光电晶体管

-输出相电流检测[SL3] ：博通ACPL-796J，200mV输入、外部时钟高达20MHz、光隔离、Δ-Σ调制器

-30mΩ分流电阻（2个）

图4：逆变器板的正面

图5：逆变器板的背面

责编：Amy Guan