直驱电机的过热保护

李伟;李超;屈飞虎

【摘 要】为了防止直驱电机的过热问题,利用直驱电机自带的PTC热敏电阻和KTY84温度传感器,设计了两套保护系统方案. 【期刊名称】《机械工程师》 【年(卷),期】2012(000)010 【总页数】2页(P1-165) 【关键词】直驱电机;过热保护 【作 者】李伟;李超;屈飞虎

【作者单位】陕西秦川机械发展股份有限公司,陕西宝鸡721009;陕西秦川机械发展股份有限公司,陕西宝鸡721009;陕西秦川机械发展股份有限公司,陕西宝鸡721009

【正文语种】中 文 【中图分类】TP277

1 直驱电机及其冷却方式

直接驱动式电机简称直驱电机，主要指电机在驱动负载时，直驱电机（直线电机或力矩电机）直接连接到从动负载上，实现对负载的直接驱动。采用此种结构，所有机械传动部件（滚珠丝杠副、齿条与齿轮、传动皮带/皮带轮以及齿轮箱等）均被取消，消除了由机械传动带来的反向间隙、柔度以及与之相关的其它问题。“直接

传动”取消了中间环节的概念，从根本上解决传统的传动链问题。目前直驱电机在机床行业得到广泛的应用。

由于直驱电机的特殊性，直驱电机的保护问题越来越突出，尤其是过热保护问题。为了避免直驱电机在工作中温度过高，直驱电机必须配有冷却循环系统。本文主要以西门子直驱电机+西门子840D数控系统为研究对象，研究直驱电机的过热保护问题。

2 温度检测和处理

温度信号检测和处理有两种方法：一种是使用直驱电机内含有PTC热敏电阻的Temp-S信号通过热敏继电器转换为开关量信号再送入PLC处理。另一种是将直驱电机含有KTY84温度传感器的Temp-F信号直接送入西门子611D驱动器的X411接口由数控系统处理。 图1 2.1 Temp-S

不管是力矩电机还是直线电机，至少包含一组热敏电阻。PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，热敏电阻特性如图1所示。

根据其特性将其信号接入热敏继电器（以西门子热敏继电器3RN10131BW10为例）转化为开关量信号，接入PLC处理，如图2所示。 图2 2.2 Temp-F

直驱电机除了PTC热敏电阻外还含有一组KTY84温度传感器。KTY84温度传感器是硅材料温度传感器，其性能特征是根据测量范围－40℃～＋300℃内的温度变化，电阻值大致从300～2700Ω左右基本呈线性变化，如图3所示。 图3

根据其特点将其信号接入840D数控系统611D的X411接口，具体连接如图4所示。 2.3 参数设置 图4

表1 参数MD1602 MD1603 MD1607参数含义预警阈值电机温度报警延发时间段电机温度断路极限默认值120℃240s 155℃

西门子数控系统将此温度信号经过处理，将其温度值显示到驱动参数1702里。如果此温度超过驱动参数1602设置的预警阈值温度值，将出现300614“轴%1驱动%2超过电机温度”报警。如果在驱动参数1603设置的时间段内电机温度降至1602设置的预警阈值温度值以下，报警将撤消，如果在此时间段内温度保持不变或超过驱动参数1607设置的温度值，将出现300613“轴%1驱动%2超过电机最大允许温度”报警，系统自自动切断此轴的使能。 3 结语

通过以上两种方法可以实时检测直驱电机的温度变化，根据其变化采取有效措施更好地保护电机，大大降低直驱电机损坏几率，使其发挥更好的性能。 ［参考文献］

［1］SIEMENSContinuousLoadMotorsofthe1FN3ProductFamily［Z］. ［2］SIEMENS 1FW6 Built-in torque motors［Z］.