[发明专利]多轴马达控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种多轴马达控制系统及方法，通过产生对多轴马达的控制命令、脉宽调制周期设定与脉宽调制命令更新时间设定给多轴马达驱动器，所述脉宽调制载波模块接收所述脉宽调制周期设定与脉宽调制命令更新时间设定后，产生相位差为180度的第一组载波信号与第二组载波信号，且所述第一组载波信号与所述第二组载波信号的脉宽调制命令更新时间同步，以避免数字延迟并减少漏电流。

技术领域

本发明涉及一种多轴马达控制系统及方法。

背景技术

通常脉宽调变(Pulse Width Modulation，脉宽调制)变频器驱动马达时，因脉宽调制的切换都会产生高频泄漏电流，且载波频率愈高，其泄漏电流愈明显，主因是因共模电压变化时即产生高频泄漏电流，其电流流向由马达绕组，经马达框架到地，有时其峰值可达额定值，它将会产生电磁干扰和变频器电流误动作等严重的问题，有时也会影响马达寿命。

又由于驱动器整体电路对地(FG)存在多个寄生电容，在马达控制过程中，逆变开关的ON-OFF讯号切换的频率，等同将DC BUS电压对此寄生电容充电、放电的频率，此寄生电容高频充放电的过程，产生之交流电讯号即视为漏电流。而多合一驱动器在多轴同动过程中，各轴逆变开关有较高机会以同步方式设计，导致漏电流累加，造成产品可靠度问题。

一般要解决寄生电容高频充放电所产生的漏电问题，常用方法如下：1.利用额外的硬件装置(电路)处理漏电电流，2.调整单一轴的三相UVW的脉宽调制输出相位，3.调整不同轴之脉宽调制输出相位差。

利用额外的硬件装置(电路)处理漏电电流的技术有︰公开号为：CN105024620A的申请公开的一种电路量测经LC滤波电路中电容的漏电流，采样并放大漏电讯号，并将此漏电电流补偿回驱动电路中，或台湾专利(TW449955B)所公开的一种共模变压器结构，功用类似阻尼电阻，将此共模变压器接在驱动器与马达之间，使共模电压变化产生的电位差不会引发漏电流。

调整单一轴的三相UVW的脉宽调制输出相位的技术有︰日本专利(JP2016214038A)设计在U相输出脉宽调制讯号时，将V相与W相延迟触发，达到错开切换的效果。或日本专利(JP2005051959A)技术特征为利用开关组件，控制UVW三相的电压输出时机，避免同时进行多个相位的切换。

调整不同轴之脉宽调制输出相位差的技术有︰日本专利(JP2007336634A)技术特征在于将多轴驱动器的轴数分为两组，若总轴数为偶数则平分，若总轴数为奇数则两组最多差1轴，将两组轴设计脉宽调制相位差180度，达到减少漏电的效果。或美国专利(US20190363600A1) 技术特征在于将多轴驱动器的轴数分成M组，设计每组轴的脉宽调制相位差360/M度(即两轴差180度、三轴差120度)，达到减少漏电的效果。

所以无论通过软件或硬件方式，只要设计各轴逆变开关讯号互相存在相位差，藉由调整不同轴的脉宽调制输出相位差的方式减少漏电，让交流电讯号在系统内可相互抵销，即可有效抑制漏电问题。但各轴逆变开关讯号存在相位差可能会导致数字延迟，进而影响马达控制结果，造成加工问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多轴马达控制系统，其能解决在马达控制过程中漏电流累加，造成产品可靠度的问题，还能防止各轴逆变开关讯号存在相位差可能会导致的数字延迟。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种多轴马达控制系统，应用于多个马达的驱动控制，多个马达分为两组，分别为第一组马达和第二组马达，所述控制系统包括：

控制装置，其用以产生对多轴马达的控制命令、脉宽调制周期设定与脉宽调制命令更新时间设定；

多轴马达驱动器，其包含有︰

控制模块，其接收所述控制命令后产生第一组电压命令与第二组电压命令；