CN108919025A - 一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，具体步骤如下：S1、计算电流参考矢量的幅值Im、矢量角度θ+ψ；S2、计算三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef；S3、通过AD采样获得伺服电机三相实际电流IaFed、IbFed和IcFed；S4、将三相电流参考与三相实际电流比较；S5、若三相电流参考与三相实际电流的差值超过范围，并持续了一定的时间，则判定该相动力线断线。本发明提供的一种伺服电机动力线断线检测方法，不需增加任何硬件电路，成本低，并能精确检测出三相中的某一相断线，有效提高了交流伺服驱动在系统的可靠性。

Description

一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法

技术领域

本发明涉及伺服驱动控制技术领域，具体是一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法。

背景技术

伺服驱动系统是自动化控制系统中重要的驱动执行控制机构，其由伺服驱动器和伺服电机组成。在伺服电机运行过程中，由于接线、振动、氧化等原因，动力线可能出现断线，伺服驱动器无法将驱动电压施加于伺服电机，伺服电机就会出现失控，产生堵转、振荡、自由停车等现象。如果不对动力线断线进行检测并处理，则将危害设备与人身安全，严重影响自动化控制系统的可靠性与安全性。

因此，伺服驱动控制技术领域迫切需要稳定、可靠的用于检测伺服电机动力线断线的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，具体步骤如下：

S1、计算电流参考矢量的幅值Im、矢量角度θ+ψ；

S2、计算三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef，其中IaRef为伺服电机A相电流参考，其中IbRef为伺服电机B相电流参考，其中IcRef为伺服电机C相电流参考；

S3、通过AD采样获得伺服电机三相实际电流IaFed、IbFed和IcFed，其中IaFed为伺服电机A相实际电流，其中IbFed为伺服电机B相实际电流，其中IcFed为伺服电机C相实际电流；

S4、将三相电流参考与三相实际电流比较；

S5、若三相电流参考与三相实际电流的差值超过范围，并持续了一定的时间，则判定该相动力线断线。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中电流参考矢量的幅值Im的计算公式为：

其中iq为q轴电流参考，id为d轴电流参考。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S1中电流参考矢量的角度θ+ψ计算公式为：

其中θ为磁场定向角。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S2中三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef计公式为：

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S4中三相电流参考与三相实际电流的差值计算公式为：

作为本发明再进一步的方案：当所述三相电流参考与三相实际电流的差值超过常量阈值，并且持续时间大于时间阈值，则判定动力线出现断线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种伺服电机动力线断线检测方法，不需增加任何硬件电路，成本低，并能精确检测出三相中的某一相断线，有效提高了交流伺服驱动在系统的可靠性。

附图说明

图1为三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法中用于伺服电机动力线断线检测的流程图。

图2为三相永磁同步电机交流伺服系统矢量控制原理框图。

图3为三相逆变器矢量示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，具体步骤如下：

S1、计算当前PWM周期的电流参考矢量的幅值Im、矢量角度θ+ψ。

电流参考矢量的幅值Im的计算公式为：

其中iq为q轴电流参考，id为d轴电流参考。

参考图3所示，电流参考矢量的角度θ+ψ计算公式为：

其中θ为磁场定向角。

S2、计算当前PWM周期的三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef，其中IaRef为伺服电机A相电流参考，其中IbRef为伺服电机B相电流参考，其中IcRef为伺服电机C相电流参考。

三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef计算公式为：

S3、通过AD采样获得当前PWM周期伺服电机三相实际电流IaFed、IbFed和IcFed，其中IaFed为伺服电机A相实际电流，其中IbFed为伺服电机B相实际电流，其中IcFed为伺服电机C相实际电流。

S4、将当前PWM周期三相电流参考与三相实际电流比较。

三相电流参考与三相实际电流的差值计算公式为：

S5、若当前PWM周期三相电流参考与三相实际电流的差值超过阈值，该阈值取伺服电机额定电流的25％；则断线检测计数器计数值进行累加，否则断线检测计数器计数值进行递减。当断线检测计数器计数值大于阈值时，即三相电流参考与三相实际电流的差值超过阈值持续超过500mS，则判定该相动力线断线。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、计算电流参考矢量的幅值Im、矢量角度θ+ψ；

S2、计算三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef，其中IaRef为伺服电机A相电流参考，其中IbRef为伺服电机B相电流参考，其中IcRef为伺服电机C相电流参考；

S3、通过AD采样获得伺服电机三相实际电流IaFed、IbFed和IcFed，其中IaFed为伺服电机A相实际电流，其中IbFed为伺服电机B相实际电流，其中IcFed为伺服电机C相实际电流；

S4、将三相电流参考与三相实际电流比较；

S5、若三相电流参考与三相实际电流的差值超过范围，并持续了一定的时间，则判定该相动力线断线。

2.根据权利要求1所述的一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，其特征在于，所述步骤S1中电流参考矢量的幅值Im的计算公式为：

其中iq为q轴电流参考，id为d轴电流参考。

3.根据权利要求1所述的一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，其特征在于，所述步骤S1中电流参考矢量的角度θ+ψ计算公式为：

其中θ为磁场定向角。

4.根据权利要求1所述的一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，其特征在于，所述步骤S2中三相电流参考IaRef、IbRef和IcRef计公式为：

5.根据权利要求1所述的一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，其特征在于，所述步骤S4中三相电流参考与三相实际电流的差值计算公式为：

6.根据权利要求1所述的一种三相交流伺服驱动系统中的动力线断线检测方法，其特征在于，当所述三相电流参考与三相实际电流的差值超过常量阈值，并且持续时间大于时间阈值，则判定动力线出现断线。