CN103166540B - 一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法，其先通过制动电阻的工作电压准位和母线电压的比较来判断是否打开制动电阻，并计算制动占空，再根据制动占空比定制制动电阻保护曲线，然后根据制动电阻保护曲线来计算每10ms累加的时间系数，将其累加到Csum中，再判断Csum中累加的时间系数是否达到Cmax，达到则由CPU主控制电路关闭六相驱动，停止逆变模块的UVW电压输出，使伺服电机自由运转停止，同时CPU主控制电路控制制动单元断开制动电阻，以保护制动电阻不受损坏。本发明方法不需要任何额外的硬件电路和增加成本，通过软件处理就能实现对制动电阻的保护，避免制动电阻烧坏，延长制动电阻的使用寿命。

Description

一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法
技术领域
本发明涉及交流伺服驱动系统，具体涉及一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法。
背景技术
交流伺服驱动系统中，在伺服驱动器控制伺服电机减速时，由于机械惯性等原因，电机从电动状态变为发电状态，电机再生的电能反馈到直流回路，形成泵升电压。目前都是采用内置或外置制动电阻来吸收这部分再生能量。但是如果减速过快或机械惯量很大时，可能会导致制动电阻过热而烧坏，造成极大的损失。特别是应用于纺织行业等有易燃物的场合，制动电阻发烫烧坏造成的损失更大。
目前为防止制动电阻烧坏，一种作法是在制动电阻处加一个热敏电阻来检测温度。当检测到制动电阻温度超过一定值时则提示故障。该方法需要增加硬件电路及成本。另外，当采用外置的制动电阻时则无法简易地检测到其温度。另一种作法就是选用大容量的制动电阻。这也会造成成本上的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法，其无需增加硬件电路及成本便可有效避免制动电阻烧坏。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法，通过以下步骤实现：
步骤1、在伺服驱动器的控制程序中预设制动电阻的工作电压准位Vdb；
步骤2、再通过伺服驱动器的控制程序判断当前的母线电压Vdc是否大于所述工作电压准位Vdb；
若当前的母线电压Vdc大于所述工作电压准位Vdb，则打开制动电阻；
若当前的母线电压Vdc不大于所述工作电压准位Vdb，则不打开制动电阻；
步骤3、打开制动电阻后，伺服驱动器的控制程序根据当前的母线电压Vdc超过所述工作电压准位Vdb的数值来计算制动电阻的使用率，即制动占空比：
其中，Kdb为制动系数，默认值为100，可以根据情况调整；
Vou为过压准位，默认为400V；
根据式（1）计算制动占空比，制动占空比的值介于0～100之间的为有效值，超过100则当100处理，小于0则当作0处理；
步骤4、通过步骤3计算出的制动占空比来定制制动电阻保护曲线，制动电阻保护曲线的定制方法如下:
A、采用可调变压器供电，调整输入电压，使母线电压Vdc大于工作电压准位Vdb，制动电阻以一定的制动占空比工作；
B、用温度记录仪记录制动电阻的温度曲线，主要记录制动电阻达到85℃的时间；
C、加大输入电压，即加大制动占空比，重复步骤B；
D、经过一系列的测试记录，即得到该制动电阻的“制动占空比-时间”曲线，即制动电阻保护曲线；
步骤5、根据步骤4所得的制动电阻保护曲线来计算每10ms累加的时间系数，计算方法如下：先在伺服驱动器的控制程序中预设Cmax(时间系数累加最大值)，再采用Cmax除以制动电阻保护曲线上各个测试点对应的时间值，得到一条时间系数曲线；
步骤6、将步骤5得到的时间系数曲线采用MATLAB软件(MatrixLaboratory，数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境)进行曲线拟合，从MATLAB软件上得到相应的拟合公式，拟合公式为：
Y=5.1857*X+3.6255
其中Y为时间系数，X为制动占空比；
步骤7、通过步骤6所得的拟合公式计算每10ms应累加的时间系数，累加到Csum(伺服驱动器的控制程序中定义的时间系数累加寄存器)中，再判断Csum中累加的时间系数是否达到Cmax(时间系数累加最大值)，达到则关闭制动电阻输出，同时关闭六相，停止伺服输出。
采用上述方案后，应用本发明方法，不需要任何额外的硬件电路，无需增加成本，通过软件处理就实现对制动电阻的保护，避免制动电阻烧坏，延长制动电阻的使用寿命。
附图说明
图1为交流伺服驱动系统的系统结构图；
图2为本发明中伺服驱动器的控制流程图；
图3为本发明中100W制动电阻的保护曲线图；
图4为本发明中100W制动电阻的时间系数曲线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案。下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
交流伺服驱动系统如图1所示，R、S、T三相电源送至伺服驱动器1，伺服驱动器1的输出连接PMSM伺服电机2。具体是：R、S、T三相电源经过母线整流装置11后，再经过滤波电容12滤波成直流母线电压Vdc后送到逆变模块13，由CPU主控制电路14产生六相驱动信号进入驱动电路15，从而控制逆变模块15产生UVW三相电压后送到PMSM伺服电机2中控制电机运行。当伺服电机2减速时，由于机械惯性等原因，伺服电机2从电动状态变为发电状态，伺服电机2再生的电能反馈到直流回路，形成泵升电压。CPU主控制电路14控制制动单元16接入制动电阻17来吸收这部分再生能量。为了防止制动电阻烧坏，现有技术中，在制动电阻处加一个热敏电阻来检测温度或选用大容量的制动电阻，但它们都需增加硬件电路及成本。
本发明提供一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法，其无需增加硬件电路及成本便可避免制动电阻烧坏。
本发明的一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法，如图2所示，通过如下步骤实现:
步骤1、在伺服驱动器的控制程序中预设制动电阻的工作电压准位Vdb；
步骤2、伺服驱动器的控制程序实时读取伺服驱动器的母线电压Vdc，并判断当前的母线电压Vdc是否大于所述工作电压准位Vdb；
若当前的母线电压Vdc大于所述工作电压准位Vdb，则通过制动单元打开制动电阻；
若当前的母线电压Vdc不大于所述工作电压准位Vdb，则不打开制动电阻；
步骤3、打开制动电阻后，伺服驱动器的控制程序根据当前的母线电压Vdc超过所述工作电压准位Vdb的数值来计算制动电阻的使用率，即制动占空比：
其中，Kdb为制动系数，默认值为100，可以根据情况调整；
Vou为过压准位，默认为400V；
根据式（1）计算制动占空比，制动占空比的值介于0～100之间的为有效值，超过100则当100处理，小于0则当作0处理；
由上述制动占空比的公式可知，当母线电压Vdc高时，制动占空比大，以快速消耗再生能量；当母线电压Vdc不太高时，制动占空比小，可以减小制动电阻的发热量，以减缓电阻热量累积速度，从而延长制动电阻的使用寿命；
步骤4、计算完制动占空比后，再累积相应的时间系数，根据当前使用的制动电阻功率来选择相应的时间系数计算公式；不同功率的制动电阻的时间系数计算公式由各自的保护曲线决定，不同功率及阻值的制动电阻有不同的保护曲线，保护曲线的定制方法如下:
A、采用可调变压器供电，调整输入电压，使母线电压Vdc大于工作电压准位Vdb，制动电阻以一定的制动占空比工作；
B、用温度记录仪记录制动电阻的温度曲线.主要记录制动电阻达到85℃的时间；
C、再加大输入电压，即加大制动占空比，重复步骤B；
D、经过一系列的测试记录，得到该功率电阻的“制动占空比-时间”曲线，即制动电阻保护曲线；本实施例中，占空比从1测试到100，间隔为2，即进行50次测试。
如图3所示，为100W制动电阻的保护曲线。图中，横坐标为制动占空比，纵坐标为保护时间。
步骤5、根据步骤4所得的制动电阻保护曲线来计算每10ms累加的时间系数，计算方法如下：先在伺服驱动器的控制程序中预设Cmax(时间系数累加最大值)为9000000，由于间隔10ms处理一次，因此采用9000000/100=90000来除以制动电阻保护曲线上对应于步骤4中各测试点对应的时间值，得到一条时间系数曲线（如图4所示）；
步骤6、将步骤5得到的时间系数曲线采用MATLAB软件(MatrixLaboratory，数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境)进行曲线拟合，从MATLAB软件上得到相应的拟合公式，拟合公式为：
Y=5.1857*X+3.6255------------式（2）
其中Y为时间系数，X为制动占空比；
步骤7、通过步骤6的拟合公式，代入本次的制动占空比，可以计算出每10ms累加的时间系数，将其累加到Csum(伺服驱动器的控制程序中定义的时间系数累加寄存器)中，再判断Csum中累加的时间系数是否达到Cmax(时间系数累加最大值)，达到则由CPU主控制电路关闭六相驱动，停止逆变模块的UVW电压输出，使伺服电机自由运转停止，同时CPU主控制电路控制制动单元断开制动电阻，以保护制动电阻不受损坏，同时伺服驱动器的显示面板上显示AL18(制动电阻过热)。

Claims (1)

1.一种交流伺服驱动系统中制动电阻的保护处理方法，其特征在于：通过以下步骤实现：
步骤1、在伺服驱动器的控制程序中预设制动电阻的工作电压准位Vdb；
步骤2、再通过伺服驱动器的控制程序判断当前的母线电压Vdc是否大于所述工作电压准位Vdb；
若当前的母线电压Vdc大于所述工作电压准位Vdb，则打开制动电阻；
若当前的母线电压Vdc不大于所述工作电压准位Vdb，则不打开制动电阻；
步骤3、打开制动电阻后，伺服驱动器的控制程序根据当前的母线电压Vdc超过所述工作电压准位Vdb的数值来计算制动电阻的使用率，即制动占空比：
其中，Kdb为制动系数，默认值为100，根据情况调整；
Vou为过压准位，默认为400V；
根据式(1)计算制动占空比，制动占空比的值介于0～100之间的为有效值，超过100则当100处理，小于0则当作0处理；
步骤4、通过步骤3计算出的制动占空比来定制制动电阻保护曲线，制动电阻保护曲线的定制方法如下:
A、采用可调变压器供电，调整输入电压，使母线电压Vdc大于工作电压准位Vdb，制动电阻以一定的制动占空比工作；
B、用温度记录仪记录制动电阻的温度曲线，记录制动电阻达到85℃的时间；
C、加大输入电压，即加大制动占空比，重复步骤B；
D、经过一系列的测试记录，即得到该制动电阻的“制动占空比-时间”曲线，即制动电阻保护曲线；
步骤5、根据步骤4所得的制动电阻保护曲线来计算每10ms累加的时间系数，计算方法如下：先在伺服驱动器的控制程序中预设Cmax，再采用Cmax除以制动电阻保护曲线上各个测试点对应的时间值，得到一条时间系数曲线；
步骤6、将步骤5得到的时间系数曲线采用MATLAB软件进行曲线拟合，从MATLAB软件上得到相应的拟合公式，拟合公式为：
Y＝5.1857*X+3.6255------------式(2)
其中Y为时间系数，X为制动占空比；
步骤7、通过步骤6所得的拟合公式计算每10ms应累加的时间系数，累加到Csum中，再判断Csum中累加的时间系数是否达到Cmax，达到则关闭制动电阻输出，同时关闭六相，停止伺服输出。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104158152B (zh) * 2014-08-15 2017-03-08 成都乐创自动化技术股份有限公司 一种电机驱动器防护电路及防护方法
CN105470918B (zh) * 2015-12-30 2018-11-06 深圳市合信自动化技术有限公司 一种对内部制动电阻进行保护的装置以及伺服驱动器
CN105958871A (zh) * 2016-03-09 2016-09-21 广东美的制冷设备有限公司 空调器及其压缩机的停机控制方法和装置
CN110299721B (zh) * 2018-03-23 2020-09-08 北京金风科创风电设备有限公司 制动功率控制方法和装置、风力发电机组
CN111224588B (zh) * 2020-01-07 2023-06-27 深圳市显控科技股份有限公司 伺服驱动器再生控制方法、系统、设备及存储介质
CN111711402B (zh) * 2020-06-18 2021-02-09 福州富昌维控电子科技有限公司 一种驱动器中制动电阻温度的检测方法
CN114665761B (zh) * 2022-05-19 2022-08-19 深圳众城卓越科技有限公司 风电偏航制动电阻过热保护控制方法、电路、装置及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286726A (zh) * 2008-06-12 2008-10-15 杭州西子孚信科技有限公司 一种电机驱动装置及电机驱动控制方法
CN101841292A (zh) * 2010-06-07 2010-09-22 苏州能健电气有限公司 风力发电变桨控制系统直流电机驱动器
CN101860311A (zh) * 2010-06-07 2010-10-13 苏州能健电气有限公司 变桨控制系统串励直流电机的驱动装置
CN101969294A (zh) * 2010-10-25 2011-02-09 广州数控设备有限公司 可实现能量回馈的交流伺服驱动器
CN102267405A (zh) * 2011-05-09 2011-12-07 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种能馈型牵引供电装置及其控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101286726A (zh) * 2008-06-12 2008-10-15 杭州西子孚信科技有限公司 一种电机驱动装置及电机驱动控制方法
CN101841292A (zh) * 2010-06-07 2010-09-22 苏州能健电气有限公司 风力发电变桨控制系统直流电机驱动器
CN101860311A (zh) * 2010-06-07 2010-10-13 苏州能健电气有限公司 变桨控制系统串励直流电机的驱动装置
CN101969294A (zh) * 2010-10-25 2011-02-09 广州数控设备有限公司 可实现能量回馈的交流伺服驱动器
CN102267405A (zh) * 2011-05-09 2011-12-07 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种能馈型牵引供电装置及其控制方法

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