「華成工控｜公司」TDK：工業機器人的EMC設計和變頻驅動解決方案

分類＼設計
時間＼2018-01-27

摘要

說起工業機器人，許多人會從本體、零部件、系統集成等角度去分析當前國內的市場狀況，特別是佔據機器人成本高達七成的核心零部件，並以此判斷國產機器人當前的技術實力。

但是卻很少有人從最微觀的角度來看待這個行業，例如——元器件。但正所謂“見微知著”，在2017高工機器人年會上，來自TDK的兩位嘉賓，就從元器件的角度分享了自己對機器人的認知。

TDK集團愛普科斯大中華區產品市場部總監徐暉

TDK集團總部位於東京，

TDK的主力產品包括陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、鐵氧體及電感器、高頻元件、壓電和保護器件、以及感測器和感測器系統等各類被動元器件、電源裝置。產品品牌包括TDK、愛普科斯(EPCOS)、InvenSense、Micronas、Tronics以及TDK-Lambda。產品涉及在整個工業和能源行業，主要核心技術集中於在元器件領域，TDK還提供和磁鐵等磁性應用產品以及能源裝置、快閃記憶體應用設備等。

“我們理解的機器人應用是一種非常典型的變頻應用，

從電網取交流電，通過鎮流轉成直流，再通過逆流對電流進行調速，” TDK集團愛普科斯大中華區產品市場部總監徐暉說：“但是它有一些負作用，網側會產生諧波和高頻電磁干擾，我們公司也提供一些解決方案，通過輸入電抗解決低頻的干擾、諧波問題，此外，愛普科斯還有一些輸出濾波器的解決方案。”

徐暉表示，雖然機器人是一個非常典型的變頻器應用，

但是它同樣非常高端。“舉個例子，我們公司目前有30台機器人在工廠裡面運作，愛普科斯對六軸機器人的加工精度要求不是很高，只要能做到0.1毫米就可以了，但是對什麼要求高呢？就是它的重複精度，機器人不僅是一次做到0.1毫米，而是要永遠做到0.1毫米。因為我們一條產線每個班次要做10萬個左右的產品，很小很精密，如果由於外界電磁環境的變化有誤動作，後果是非常嚴重的。

”

徐暉說，所以機器人要對電磁相容的要求很高，而且變頻器機器人本身又是一個干擾源，這就要求整個機器人系統在複雜的電磁環境中，首先要具備很強的免疫力，其次不能產生很多的干擾。因為如果產生較多的干擾，第一台機器人有可能會影響第二台，產生連鎖效應。“我解釋一下機器人應用系統裡面干擾是怎麼產生和傳播的，共模電流是變頻驅動系統EMC干擾的主要原因，

其產生機理是由於系統，尤其是線纜，電機存在對地寄生電容以及變頻驅動PWM逆變工作原理導致的。”

“在實際應用當中，現場往往會出現有兩種工況，我們也有客戶驗證過。其中之一是用一個六軸機器人系統的電機帶動八軸的機器人的情景。另外一種應用還在驗證過程中，是從伺服到電機的這一段線，實際工況是50米，而只驗證了20米。這兩種情況都會導致實際工況的干擾要比驗證的多很多。因為線纜加強之後，電流信號加大了，導致濾波器發生了飽和。”

TDK集團愛普科斯大中華區產品市場部經理韋延芳則介紹了愛普科斯鋁電解電容的情況。

TDK集團愛普科斯大中華區產品市場部經理韋延芳

“我們一直專注於工業領域，伺服則是其中的高端應用領域。電解電容最大的特點是它超長的使用壽命。愛普科斯曾在歐洲進行過實驗，有產品的壽命能夠長達25年。因此在使用壽命和高可靠性上愛普科斯具備自己獨到的經驗和優勢。”

愛普科斯還提供完全開放的線上版壽命模擬工具，可以説明客戶專案開發前期、中期、以及後期提供設計支援以及驗證，大大加快開發週期。“這項技術是基於愛普科斯在歐洲多年的開發經驗，是一個大資料的整合。另外我們有一個團隊在支撐這個項目，比簡單的公式曲線還要可靠很多。”韋延芳說。

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因為線纜加強之後，電流信號加大了，導致濾波器發生了飽和。”