如何判断MBDV伺服驱动器是否需要外接再生电阻

  当电机的转矩方向与转速方向相反时，电机处于再生状态，机械能会转换为电能并回馈至伺服驱动器，使直流母线电压升高。这部分回馈的电能称为再生能量。例如，在电机减速过程中，大量机械能可能转换为再生能量并回馈至驱动器，导致直流母线电压升高。当母线电压超过驱动器允许的电压限值时，可能触发过压报警，甚至对驱动器造成损害。因此，当再生能量超过驱动器内部的处理能力时，需要通过外接再生电阻将多余的再生能量以热能的形式耗散。

  MBDV系列伺服驱动器均未内置再生电阻。下表列出了各型号驱动器推荐的再生电阻规格。

  MBDV系列伺服驱动器是否需要外接再生电阻，主要取决于实际运动工况以及电机和负载产生的再生能量。常见的再生工况主要包括以下两种：

  在往复运动过程中，电机频繁加速和减速。电机减速时，电机及负载的动能会转化为电能并回馈至直流母线。减速过程中产生的再生能量主要包括两部分：电机减速产生的能量 EM、外部负载减速产生的能量 EL。可以通过以下方法计算所需的再生能量吸收电容。

  下表列出了M2系列伺服电机在无外部负载的情况下，从3000 rpm减速至0 rpm时产生的能量。

  假设外部负载的惯量为电机惯量的N倍，则外部负载从3000 rpm减速至0 rpm时产生的能量为：EL = N × EM。其中，N为外部负载惯量与电机惯量的比值。

  如果EM+EL < EC，则表示电机和外部负载在一次减速过程中产生的再生能量小于驱动器内部母线电容能够吸收的能量EC，此时通常无需额外配置再生电阻。

  当一次减速过程中产生的总再生能量超过驱动器内部母线电容的吸收能力时，需要进一步计算再生电阻所需的平均功率。

  其中： t_dec为减速时间与两次减速之间间隔时间之和。

  当PAV ≤ 0，表示在相应运动周期内，电机及负载产生的平均再生功率未超过驱动器内部母线电容的吸收能力，通常无需外接再生电阻。

  当PAV > 0，表示产生的平均再生功率超过驱动器内部母线电容的吸收能力，需要外接再生电阻。

  为合理控制再生电阻的温升，建议再生电阻的额定功率不小于：PAV / 0.5

  选用400W的SM0602G*L****伺服电机，外部负载惯量为电机惯量的15倍，假设t_dec为0.5s，每次运动均从3000 rpm减速至0 rpm，则所需要的吸收电阻的功率计算过程为：

  已知：

  因此：

  由于减速过程中产生的总再生能量超过驱动器内部母线电容的吸收能力，因此需要外接再生电阻。按照PAV / 0.5计算，再生电阻的额定功率应不小于24.64 W。

  大多数应用中，电机执行正功，即电机的转矩方向与转速方向一致。但在某些特殊应用中，外部负载可能持续拖动电机，使电机的转矩方向与转速方向相反。此时，电机持续处于再生状态，外部机械能会持续回馈至驱动器。

  例如，在大负载垂直向下运动的应用中，为满足系统的位置和速度要求，电机可能需要输出与转速方向相反的转矩，以抵抗外部负载的重力。由于再生能量持续回馈，驱动器内部母线电容可能很快达到其能量吸收能力，此时需要通过外接再生电阻持续耗散再生能量。

  此类工况下，可以根据电机输出转矩和转速计算产生的再生功率：

  其中：TM 为电机输出的转矩，单位 Nm（牛米），NM 为电机输出的转速，单位 rps（转每秒）

  计算示例：

  电机的转矩输出方向和转速方向相反，当电机输出转矩为0.6Nm，转速2400rpm，此时功率为：PT=2 x 3.14 x 0.6 x 2400 / 60= 150.72 W。此时需要外接吸收再生电阻，最小的功率为150.72W。为合理控制再生电阻的温升，建议选择额定功率为300 W或更高的再生电阻。

  在高减速频率或持续再生的应用中，当产生的再生能量超过驱动器内部母线电容的吸收能力时，需要外接再生电阻，以防止直流母线电压过高并触发驱动器过压报警。MBDV系列伺服驱动器的再生电阻接线方式如下图所示。