[发明专利]交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置

说明书

技术领域

本发明涉及交流伺服驱动器的主回路硬件。

背景技术

交流伺服驱动器的主回路通常采用交-直-交变换结构，即先将电网电压由整流桥整流为直流电源，再由逆变器将直流电源逆变为驱动电机运行的可变频变压的交流电源。上电前，由于直流电源的储能电容没有电压可近似为短路，在电网电压突加时刻，可造成对整流桥和储能电容的强烈冲击，极大地降低其使用寿命。因此，通常在整流桥与直流电源之间串入热敏电阻，用以吸收上电瞬间的浪涌电流。热敏电阻分为正温度系数和负温度系数两种，热敏电阻的阻值与温度成正比关系为正温度系数，反之则为负温度系数。而热敏电阻的温度与电流始终是成正比的，因此正负温度系数的热敏电阻在应用中存在较大不同。二者都可以在上电后有效吸收浪涌电流，但在常态时，由于正温度系数热敏电阻随着温度的升高阻值会越来越大，为减小损耗，通常将正温度系数热敏电阻在上电后短路掉。而负温度系数热敏电阻上电后阻值会越来越低，引起损耗可忽略，一般不受控制一直串接在回路中。另外，正温度系数热敏电阻还有保护功能。当发现错误时，将其重新投入到电路中，可阻止电网电源继续向直流电源供电，对储能电容和逆变桥起到保护作用。

动态紧急制动是指用电阻消耗电机的旋转能量而进行制动的功能，是一种电机紧急停止的通用方法，能够有效缩短电机的制动时间。

交流伺服系统上电缓冲和动态紧急制动分别采用两套工作系统进行控制。

发明内容

本发明为解决多个继电器分别在交流伺服系统中控制上电缓冲和动态紧急制动的问题，而提出了交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置。

本发明的交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置由整流桥、逆变桥、热敏电阻PTC1、储能电容C1、吸收电路、能耗电阻R1、第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3和继电器RELAY1组成；整流桥的正输出端连接热敏电阻PTC1的一端和继电器RELAY1的常开动触点，热敏电阻PTC1的另一端连接储能电容C1的一端、逆变桥的一个输入端、吸收电路的一端和继电器RELAY1的静触点，继电器RELAY1的常闭动触点连接吸收电路的另一端和能耗电阻R1的一端，能耗电阻R1的另一端连接第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3的阳极，第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3的阴极分别连接电机的U相、V相和W相，所述的电机的U相、V相和W相分别连接逆变桥的三个输出端，逆变桥的另一个输入端连接储能电容C1的另一端和整流桥的负输出端。

本发明为交流伺服系统上电缓冲装置与动态紧急制动装置的统一设计，二者通过单一的继电器控制实现上电缓冲、动态紧急制动等保护动作。其中上电缓冲装置由热敏电阻PTC1和继电器常开动触点C构成的旁通回路；动态紧急制动装置由能耗电阻R1、第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3和继电器常闭触点构成的回路。本发明中的热敏电阻采用正温度系数型，驱动器正常工作时需将热敏电阻从电路中短路；动态紧急制动装置在系统正常工作时不起作用，需要将其开路。本发明专利仅用一个继电器即可实现上电缓冲与动态紧急制动的控制切换，减小了驱动器尺寸，降低了成本；而且，当发生故障时，能够在硬件设计上进一步保护储能电容与逆变器的安全。

附图说明

图1为本发明在交流伺服系统上电前及发生故障时的电路示意图；图2为本发明在交流伺服系统正常工作时的电路示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式由整流桥1、逆变桥2、热敏电阻PTC1、储能电容C1、吸收电路3、能耗电阻R1、第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3和继电器RELAY1组成；整流桥1的正输出端连接热敏电阻PTC1的一端和继电器RELAY1的常开动触点C，热敏电阻PTC1的另一端连接储能电容C1的一端、逆变桥2的一个输入端、吸收电路3的一端和继电器RELAY1的静触点A，继电器RELAY1的常闭动触点B连接吸收电路3的另一端和能耗电阻R1的一端，能耗电阻R1的另一端连接第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3的阳极，第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3的阴极分别连接电机的U相、V相和W相，所述的电机的U相、V相和W相分别连接逆变桥2的三个输出端，逆变桥2的另一个输入端连接储能电容C1的另一端和整流桥1的负输出端。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于热敏电阻PTC1为正温度系数热敏电阻。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

本发明原理：