[发明专利]一种可变相多相电机功率驱动板

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变相多相电机功率驱动板，具体地说是一种模块化设计的用于多相电机伺服驱动控制的装置，属于电机伺服控制技术领域。

背景技术

多相电机是相数超过三相的电机，其具有高可靠性、转矩脉动小且可以缺相运动，能实现低压大功率等技术特征。

多相电机伺服驱动器是多相电机能够有效运动的可靠保证。现有多相电机中五相电机、六相电机、七相电机、九相电机的伺服驱动器不能互换，多相永磁同步与多相感应电机的伺服驱动器也不能互换，缺乏通用性。伺服驱动器由多个功能模块组成，主要包括控制和功率驱动两部分，而现有的功率驱动模块产品中如智能功率模块IPM中只包含IGBT驱动电路及IGBT，没有电源模块，相电流检测模块，本发明针对功率驱动部分进行单独系列化设计以适用于多相电机控制，提高伺服驱动器中功率驱动部分集成度、互换性和通用性。

控制芯片性能提升，使得运动控制和伺服控制可以深度结合做成一体机。可变相多相驱动功率板可作为多轴运动控制中关键部件进行使用，可以减小成本，提高通用性。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种可变相多相电机功率驱动板，能够作为五相、六相、七相、九相电机等多相电机伺服驱动器的功率驱动板，亦能作为多个三相电机的伺服驱动器的功率驱动板。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种可变相多相电机功率驱动板，其特征在于：包括IGBT驱动模块、电源模块、检测模块、保护模块；电源模块分别为IGBT驱动模块、检测模块、保护模块供电，保护模块通过检测模块反馈的信号对IGBT驱动模块进行保护。

对上述技术方案进一步的限定，所述IGBT驱动模块包含多路PWM输入接口、光耦隔离模块、IGBT驱动电路、多相逆变桥、多相电机电源接口；多路PWM输入接口通过光耦隔离模块与IGBT驱动电路连接，IGBT驱动电路与多相逆变桥连接，多相逆变桥与多相电机相接口连接。优点：光耦隔离模块对PWM与IGBT驱动电路中进行电气隔离，提高抗干扰能力；IGBT驱动电路为多相逆变桥提供短路保护，提高多相逆变桥安全性。

对上述技术方案进一步的限定，所述多相逆变桥能用智能功率模块IPM代替。优点：智能功率模块IPM为系列化成熟产品，性能稳定可以用作组成多相逆变桥。

对上述技术方案进一步的限定，所述电源模块包括：直流电源模块、电压转换模块、接地端子。优点：功率板上的控制电源自身提供，集成度高，不需要外接+24V、±15V、+5V控制电源。

对上述技术方案进一步的限定，所述直流电源模块包括三相桥式不可控整流桥或单相全桥、限流电阻、吸收电阻、吸收电容、滤波电感、滤波电容、继电器接口；整流桥或单相全桥正端依次连接限流电阻、滤波电感后与滤波电容连接，吸收电阻与吸收电容串联后再与滤波电容并联构成吸收尖峰电压、过电压、过电流电路；滤波电感与滤波电容并联构成复合滤波器；继电器与限流电阻并联构成防浪涌电流电路，在电源模块上电之间，继电器实现断开，使限流电阻接入电路组成防浪涌电流电路，继电器接口在滤波电容充电完成后闭合旁路限流电阻。优点：能够将交流电变换成输出稳定的直流侧电压的同时保护电源电路，防浪涌电流、尖峰电压、过电压、过电流、滤除高频电压。

对上述技术方案进一步的限定，所述检测模块包括相电流检测、温度检测、直流侧电压电流检测、检测反馈接口；直流侧电压电流检测包括模拟隔离模块用于直流侧电压、电流检测的模拟量检测距离。优点：检测值与对外输出信号直接进行电气隔离，提高抗干扰能力。

对上述技术方案进一步的限定，所述保护模块包括散热片、过热保护电路、过流保护电路、欠压过压保护电路、短路保护电路、外部制动电阻接口。优点：1.散热片：电源模块以及IGBT模块为发热元器件，若过热则有不可逆的损害，散热片提高散热能力；2.过热保护当检测IGBT 元件超过设定安全温度，就关闭IGBT桥组；3.过流保护电路、欠压过压保护电路用于提高直流侧电压稳定；4.短路保护电路防止IGBT上、下桥臂同时导通导致元器件烧毁；5. 外部制动电阻接口可以吸收电机线圈中的电流。