CN103199771B - 具有制动系统的电机驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种具有制动系统的电机驱动器，用于控制一电机的正常工作，所述具有制动系统的电机驱动器包括一直流电源及一与所述电机相连的电机驱动控制电路，所述具有制动系统的电机驱动器还包括一连接于所述直流电源与所述电机驱动控制电路之间的制动系统，当所述电机朝着负载重力的方向运行时，所述制动系统通过释放由于所述电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量来控制所述具有制动系统的电机驱动器内母线上的电压。本发明提高了电机驱动器运行的稳定性和安全性。

Description

具有制动系统的电机驱动器
技术领域
本发明涉及一种电机驱动器，尤指一种具有制动系统的电机驱动器。
背景技术
电机驱动器是一种用于控制电机正常工作的驱动装置。现有的超小型的电机驱动器由于体积很小，其内部往往没有包含具有储能和制动等功能的电路，而很多电机在运行过程中需要带动很重的负载，当电机朝着负载重力的方向运行时，机械一侧的旋转能量和负载的重力势能将返回到电机一侧。此时，往往通过对电机驱动器内部的滤波电容进行充电，来吸收由于电机朝着负载重力方向运行而产生的能量。但是，当电机朝着负载重力方向运行而产生的能量超过滤波电容可充电的能量时，电机驱动器中母线上的电压就会持续升高，从而导致电机驱动器报警甚至损坏。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种具有制动系统的电机驱动器。
一种具有制动系统的电机驱动器，用于控制一电机的正常工作，所述具有制动系统的电机驱动器包括一直流电源及一与所述电机相连的电机驱动控制电路，所述具有制动系统的电机驱动器还包括一连接于所述直流电源与所述电机驱动控制电路之间的制动系统，当所述电机朝着负载重力的方向运行时，所述制动系统通过释放由于所述电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量来控制所述具有制动系统的电机驱动器内母线上的电压。
相对现有技术，本发明在电机驱动器中增加了制动系统，通过制动系统来释放电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量，使得电机驱动器的制动过程可控，并且解决了电机驱动器内母线上的电压持续上升而导致的电机驱动器报警甚至损坏的问题，提高了电机驱动器运行的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明具有制动系统的电机驱动器较佳实施方式的结构示意图。
图2为本发明具有制动系统的电机驱动器较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
直流电源10
制动系统30
电压检测电路301
电压比较电路303
驱动电路305
电机驱动控制电路50
电机驱动器100
电机300
第一电阻R1
第二电阻R2
开关管T
二极管D
制动电阻R
电容C
第一开关管T1
第二开关管T2
第一二极管D1
第二二极管D2
具体实施方式
请参阅图1，本发明具有制动系统的电机驱动器100较佳实施方式用于控制一电机300的正常工作，该具有制动系统的电机驱动器100包括一直流电源10、一与该电机300相连用于控制该电机300的转动方向与转速的电机驱动控制电路50及一连接于该直流电源10与该电机驱动控制电路50之间的制动系统30。其中，该制动系统30包括一电压检测电路301、一与该电压检测电路301相连的电压比较电路303及一与该电压比较电路303相连的驱动电路305。
当该电机朝着负载重力的方向运行时，机械一侧的旋转能量和负载的重力势能将返回到电机一侧，使得电机驱动器100内母线上的电压持续上升，该制动系统30检测母线上的电压，并将其与一预先设定的门槛电压值比较，该门槛电压值为母线上能承受的最大电压值。当该制动系统30检测到母线上的电压值高于门槛电压值时，释放由于该电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量，当该制动系统30检测到母线上的电压值下降到预先设定的门槛电压值时，该制动系统30停止工作，从而使得母线上的电压不会持续升高，提高了本发明具有制动系统的电机驱动器100较佳实施方式运行的稳定性和安全性。
请参阅图2，图2为本发明具有制动系统的电机驱动器100较佳实施方式的电路图。其中，该电压检测电路301包括一第一电阻R1及一与该第一电阻R1相连的第二电阻R2，该第一电阻R1与该第二电阻R2均为电压分压检测电阻，且分别设于母线两端；该驱动电路305包括一开关管T、一与该开关管T相连的二极管D及一与该二极管D相连的制动电阻R，且该开关管T、该二极管D及该制动电阻R分别设于母线两端；该电机驱动控制电路50包括一电容C、一第一开关管T1、一第二开关管T2、一第一二极管D1及一第二二极管D2。在本实施方式中，该开关管T、该第一开关管T1及该第二开关管T2均为三极管。
本发明具有制动系统的电机驱动器100较佳实施方式的电路连接关系如下：该电压检测电路301中的第一电阻R1的一端与第二电阻R2的一端共同连接该电压比较电路303的一输入端，该第一电阻R1的另一端与该第二电阻R2的另一端分别与该直流电源10相连。该电压比较电路303的一输出端与该驱动电路305中开关管T的基极相连，该开关管T的集电极与该二极管D的正极及该制动电阻R的一端相连，该开关管T的发射极、该制动电阻R的另一端及该二极管D的负极分别与该直流电源10相连。该电机驱动控制电路50中的电容C的两端分别与该直流电源10相连，该第一二极管D1连接于该第一开关管T1的发射极与集电极之间，该第二二极管D2连接于该第二开关管T2的发射极与集电极之间，该第一开关管T1的发射极与该第二开关管T2的集电极相连，该第一开关管T1的集电极与该第二开关管T2的发射极分别与该直流电源10相连。
请同时参阅图1与图2，本发明具有制动系统的电机驱动器100较佳实施方式的工作原理如下：
当电机朝着负载重力的方向运行时，机械一侧的旋转能量与负载的重力势能将返回到电机一侧，使得电机驱动器100内母线上的电压持续上升，该制动系统30内的电压检测电路301通过第一电阻R1与第二电阻R2检测当前状态母线上的电压，并将检测的电压值传送至该电压比较电路303，该电压比较电路303将当前母线的电压值与预先设定的门槛电压值进行比较，当母线的电压值高于预先设定的门槛电压值时，该电压比较电路303输出一能够使得该驱动电路305内的开关管T导通的第一电平至该驱动电路305，该驱动电路305根据该电压比较电路303输出的第一电平驱动开关管T导通，此时，电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量通过制动电阻R释放，使得电机驱动器100内母线上的电压下降。电机驱动器100驱动电机300正常运行。
当该制动系统30内的电压比较电路303检测到电机驱动器100内母线上的电压下降至预先设定的门槛电压值时，该电压比较电路303输出一与该第一电平电平相反并能够使得该驱动电路305内的开关管T关闭的第二电平至该驱动电路305，该驱动电路305根据该电压比较电路303输出的第二电平驱动开关管T关闭，从而使得该制动系统30停止工作，电机驱动器100内母线上的电压不会持续升高，提高了本发明具有制动系统的电机驱动器100运行的稳定性和安全性。
本发明在超小型电机驱动器中增加了制动系统，通过驱动开关管T的导通与关闭，利用制动电阻R来释放电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量，使得电机驱动器的制动过程可控，并且解决了电机驱动器100内母线上的电压持续上升而导致的电机驱动器报警甚至损坏的问题，提高了本发明具有制动系统的电机驱动器100运行的稳定性和安全性。

Claims (7)

1.一种具有制动系统的电机驱动器，用于控制一电机的正常工作，所述具有制动系统的电机驱动器包括一直流电源及一与所述电机相连的电机驱动控制电路，其特征在于：所述具有制动系统的电机驱动器还包括一连接于所述直流电源与所述电机驱动控制电路之间的制动系统，当所述电机朝着负载重力的方向运行时，所述制动系统通过释放由于所述电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量来控制所述具有制动系统的电机驱动器内母线上的电压；
所述制动系统检测母线上的电压，并将其与一预先设定的门槛电压值比较，当母线上的电压值高于门槛电压值时，所述制动系统释放由于所述电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量，所述具有制动系统的电机驱动器内母线上的电压下降；
所述制动系统包括一电压检测电路、一与所述电压检测电路相连的电压比较电路及一与所述电压比较电路相连的驱动电路，所述电压检测电路包括分别设于母线两端的一第一电阻及一与所述第一电阻相连的第二电阻，所述驱动电路包括分别设于母线两端的一开关管、一与所述开关管相连的二极管及一与所述二极管相连的制动电阻；
所述电压检测电路通过所述第一电阻与所述第二电阻检测母线上的电压，并将检测的电压值传送至所述电压比较电路，所述比较电路输出一用于驱动所述开关管的电平至所述驱动电路。
2.如权利要求1所述的具有制动系统的电机驱动器，其特征在于：所述制动系统检测母线上的电压，并将其与所述预先设定的门槛电压值比较，当母线上的电压值下降到预先设定的门槛电压值时，所述制动系统停止工作。
3.如权利要求1所述的具有制动系统的电机驱动器，其特征在于：所述电压比较电路检测到母线的电压值高于所述预先设定的门槛电压值时，输出一第一电平至所述驱动电路，所述驱动电路根据所述第一电平驱动所述开关管导通，并通过所述制动电阻释放所述电机朝着负载重力的方向运行而产生的能量，降低所述电机驱动器内母线上的电压。
4.如权利要求3所述的具有制动系统的电机驱动器，其特征在于：所述电压比较电路检测到母线的电压值下降至所述预先设定的门槛电压值时，输出一与所述第一电平电平相反的第二电平至所述驱动电路，所述驱动电路根据所述第二电平驱动所述开关管关闭，所述制动系统停止工作。
5.如权利要求1所述的具有制动系统的电机驱动器，其特征在于：所述电压检测电路中的第一电阻的一端与第二电阻的一端共同连接所述电压比较电路的一输入端，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端分别与所述直流电源相连。
6.如权利要求5所述的具有制动系统的电机驱动器，其特征在于：所述电压比较电路的一输出端与所述驱动电路中开关管的基极相连，所述开关管的集电极与所述二极管的正极及所述制动电阻的一端相连，所述开关管的发射极、所述制动电阻的另一端及所述二极管的负极分别与所述直流电源相连。
7.如权利要求1所述的具有制动系统的电机驱动器，其特征在于：所述电机驱动控制电路包括一与所述直流电源相连的电容、一与所述电容的一端相连的第一开关管、一与所述电容的另一端相连的第二开关管、一连接于所述第一开关管两端的第一二极管及一连接于所述第二开关管两端的第二二极管。
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