西门子SimoDrive611伺服驱动模块的维修

　　近年来西门子公司Sinumerik数控系统在制造业各种加工设备中的应用越来越广泛。SimoDrive61 l变频系统是Sinumerik数控系统中最重要的组成部分，但是611系统对使用环境的要求相对较高，电网质量、环境温湿度及灰尘等因素都对系统的稳定运行造成很大影响，特别是伺服驱动模块和电源模块的故障率比较高，大功率IGBT元件很容易损坏。

　　笔者公司目前拥有西门子各类数控系统近百台、套，因此对伺服电源模块和驱动模块的维修就显得特别重要。本文结合自身的维修经验，主要介绍西门子6SNl 123驱动模块的一般维修方法。因为6SNI 145电源模块与驱动模块的电路结构基本相同，电源模块实现整流，驱动模块实现逆变，其大功率IGBT及其驱动电路完全一样，因此具有同样的借鉴意义。

1 驱动模块的基本电路结构

　驱动模块的结构较为简单，分为控制模块和功率模块两部分，控制模块接收CPU的控制指令及外部反馈信号，产生PWM波，实际应用中故障率很低，在此不做介绍。功率模块接收PWM波经门极驱动电路放大后触发IGBT元件，将600 V直流电逆变生成三相交流电驱动伺服电动机。功率模块的故障率较高，驱动模块故障的90％均为功率模块故障，驱动模块的维修重点就是功率模块的维修。图1为驱动模块的电路示意图。

图1驱动模块结构示意图

　　由图1可知，Cl、C2和R1、It2组成滤波电路；V1～V6六只IGBT管组成了三相桥式逆变电路，它是驱动模块的核心电路之一，有规律地控制IGBT的导通与关断，就可以得到任意频率的三相交流输出。IGBT管在导通和关断的瞬间，其电压和电流的变化率非常大，可能使IGBT管受到损害，因此，每个IDBT管旁边接人由C01一C06和R01～R06组成的保护电路。IGBT管每次由导通到截止的瞬间，集电极和发射极间的电压将迅速由0 V上升为直流母线电压Ud，C01～C06可以减小这种过高的电压增长率；同时，IDBT管由截止到导通的瞬间，C01～C06所充的电压将对V1～V6放电，此放电电流的初值很大，R01～R06可以限制C01一C06的瞬间放电电流，防止IGBT管损坏。

　　功率模块故障基本都是IGBT功率元件损坏，主要原因为IGBT元件自身失效或驱动电路故障导致IGBT元件烧毁，而一般IGBT元件的故障都会导致其驱动电路的损坏，这一点在驱动模块的维修中非常重要。关于IGBT及其门极驱动电路的维修在下面详细介绍。