CN108988736A - 一种快速放电的伺服系统及其实时控制方法 - Google Patents

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区均灌
王长恺
陈宏奇
赵伟威
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage

Abstract

本发明公开了一种快速放电的伺服系统及其实时控制方法，包括供电电源、电机和伺服驱动器，伺服驱动器包括CPU处理器，与之分别相连的驱动模块、断电检测模块和电容电压检测模块，驱动模块用于驱动电机运行，包括用于存储电量的电容单元和与电容单元并联连接用于消耗电量的制动单元；断电检测模块用于检测电源的状态，将电源信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送信号给制动单元；电容电压检测模块用于检测储能电容电压，将电压信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送信号给制动单元。本发明的一种快速放电的伺服系统及其实时控制方法，在伺服驱动器电源切断后或检测到储能电容超过再生电压值时都能快速释放储能电容的存储电量，避免发生触电的危险，安全可靠。

Description

一种快速放电的伺服系统及其实时控制方法
技术领域
本发明涉及电机驱动器技术领域，具体涉及一种快速放电的伺服驱动系统及其实时控制方法。
背景技术
在工业生产中,用电动机作动力,可以简化生产机械的结构,提高劳动生产率,使生产过程连续进行,保证产品质量稳定,并能够实现自动控制和远距离操纵,减轻操作人员的劳动强度。电机驱动器用于交直流电机的驱动控制中，以用来控制电机的启动和停止。伺服驱动器作为自动化设备领域不可或缺的重要组成部分，据统计伺服驱动器属于故障高发的产品，在使用现场经常会进行维护，如更换伺服或者更换接线等，由于伺服驱动器内部有储能电容，即使关闭伺服电源，伺服驱动器内部仍然可能会残留有高电压，立即更换伺服接线或者触摸电源端子有可能发生触电的危险。
中国专利号为CN 204119111U的实用新型专利，公开了一种电机驱动器，该电机驱动器包括：电容器，用于存储电量；以及逆变组件，所述逆变组件与电容器并联连接，被配置为在所述电机驱动器工作时进行逆变并且在所述电机驱动器断电之后对所述电容器进行放电。但是当外部电源输入正常时，若电容超过再生电压值时，该实用新型电机驱动器的电容上的电量无法放电，且该实用新型没有自动检测断电功能，电机驱动器断电之后，电容器放电存在一定的延缓，触摸电源端子可能发生触电的危险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种快速放电的伺服驱动系统，在伺服驱动器电源切断后快速释放内部储能电容的存储电量，在外部电源输入正常时，若检测到储能电容超过再生电压值，也能快速释放内部储能电容的存储电量，避免发生触电的危险，安全可靠。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种快速放电的伺服系统，包括用于供电的电源、电机和用于对电机动作进行控制的伺服驱动器，所述的伺服驱动器包括CPU处理器，与CPU处理器分别相连的驱动模块、断电检测模块和电容电压检测模块，驱动模块用于驱动电机运行，包括用于存储电量的电容单元和与电容单元并联连接用于消耗电量的制动单元；断电检测模块用于检测电源的状态，将电源信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送电源信号给制动单元；电容电压检测模块用于检测储能电容电压，将电压信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送电压信号给制动单元。
进一步的，所述电容单元为多个串联或并联的电容器。
进一步的，所述制动单元由开关管和再生制动电阻构成。
进一步的，所述驱动模块还包括整流单元和逆变单元，所述整流单元用于将输入的交流电转换为直流电，为电机提供工作电流，所述逆变单元用于将驱动器的电转换为交流电源，并根据驱动模块驱动信号产生输出给电机的交流电压和电流。
进一步的，所述整流单元由若干个二极管构成。
进一步的，所述逆变单元由若干个开关管构成。
进一步的，所述的开关管为IGBT管或MOS管。
一种快速放电的伺服系统实时控制方法，包括以下步骤：
S1：断电检测模块检测电源是否切断，当电源切断时，立即发送电源切断信号给CPU处理器，CPU处理器开启快速放电功能，输出快速放电驱动信号；
S2：驱动模块接收驱动信号，驱动制动单元快速放电；
S3：电容电压检测模块检测储能电容电压是否超过再生电压值，超过时，立即发送再生放电信号给CPU处理器，CPU处理器输出再生放电驱动信号；
S4：驱动模块接收驱动信号，驱动制动单元放电，直至储容电容电压回到正常值，CPU处理器关闭再生放电驱动信号，制动单元停止放电。
进一步的，S2的具体步骤为：驱动模块接收驱动信号，使制动单元的开关管导通，储能电容上的电量通过再生制动电阻迅速释放。
进一步的，S4的具体步骤为：驱动模块接收驱动信号，使制动单元的开关管导通，储能电容上的电量通过再生制动电阻放电，直至储容电容电压到回到正常值，CPU处理器关闭再生放电驱动信号，制动单元的开关管关闭，停止放电。
本发明的一种快速放电的伺服系统，在伺服驱动器电源切断后快速释放内部储能电容的存储电量，在外部电源输入正常时，若检测到储能电容超过再生电压值，也能快速释放内部储能电容的存储电量，避免发生触电的危险，安全可靠。
附图说明
图1为本发明快速放电的伺服系统的电路原理图；
图2为本发明快速放电的伺服系统控制流程图。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种快速放电的伺服系统，包括用于供电的电源1、电机3和用于对电机动作进行控制的伺服驱动器2，所述的伺服驱动器包括CPU处理器，与CPU处理器分别相连的驱动模块、断电检测模块和电容电压检测模块，
驱动模块用于驱动电机运行，包括并联连接的整流单元、电容单元、制动单元和逆变单元，整流单元用于将输入的交流电转换为直流电，为电机提供工作电流，由若干个二极管构成；电容单元用于存储电量，为多个串联或并联的电容器；制动单元用于消耗电量，由开关管和再生制动电阻R构成，所述开关管为IGBT管或MOS管，本实施例中采用IGBT管；逆变单元用于将驱动器的电转换为交流电源，并根据驱动模块驱动信号产生输出给电机的交流电压和电流，由6个开关管构成，组成全桥电路，所述开关管为IGBT管或MOS管，本实施例中采用IGBT管；
断电检测模块用于检测电源的状态，将电源信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送电源信号给制动单元；
电容电压检测模块用于检测储能电容电压，将电压信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送电压信号给制动单元。
如图2所示，一种快速放电的伺服系统实时控制方法，包括以下步骤：
S1：断电检测模块检测电源是否切断，当电源切断时，立即发送电源切断信号给CPU处理器，CPU处理器开启快速放电功能，输出快速放电驱动信号；
S2：驱动模块接收驱动信号，使制动单元IGBT管导通，储能电容上的电量通过再生制动电阻R迅速释放，外部电源输入正常时，伺服电机由发电机模式驱动，电力回归至伺服驱动器的储容电容；
S3：电容电压检测模块检测储能电容电压是否超过再生电压值，超过时，立即发送再生放电信号给CPU处理器，CPU处理器输出再生放电驱动信号；
S4：驱动模块接收驱动信号，使制动单元的IGBT管导通，储能电容上的电量通过再生制动电阻R释放多余的电量，直至储容电容电压回到正常值，CPU处理器关闭再生放电驱动信号，制动单元的开关管关闭，停止放电。
本发明的一种快速放电的伺服系统，在伺服驱动器电源切断后快速释放内部储能电容的存储电量，在外部电源输入正常时，若检测到储能电容超过再生电压值，也能快速释放内部储能电容的存储电量，避免发生触电的危险，安全可靠。
上述仅为本发明的优选具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种快速放电的伺服系统，包括用于供电的电源、电机和用于对电机动作进行控制的伺服驱动器，其特征在于：所述的伺服驱动器包括CPU处理器，与CPU处理器分别相连的驱动模块、断电检测模块和电容电压检测模块，
驱动模块用于驱动电机运行，包括用于存储电量的电容单元和与电容单元并联连接用于消耗电量的制动单元；
断电检测模块用于检测电源的状态，将电源信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送电源信号给制动单元；
电容电压检测模块用于检测储能电容电压，将电压信号发送给CPU处理器处理，CPU处理器发送电压信号给制动单元。
2.根据权利要求1所述的快速放电的伺服系统，其特征在于：所述电容单元为多个串联或并联的电容器。
3.根据权利要求1所述的快速放电的伺服系统，其特征在于：所述制动单元由开关管和再生制动电阻构成。
4.根据权利要求1所述的快速放电的伺服系统，其特征在于：所述驱动模块还包括整流单元和逆变单元，所述整流单元用于将输入的交流电转换为直流电，为电机提供工作电流，所述逆变单元用于将驱动器的电转换为交流电源，并根据驱动模块驱动信号产生输出给电机的交流电压和电流。
5.根据权利要求4所述的快速放电的伺服系统，其特征在于：所述整流单元由若干个二极管构成。
6.根据权利要求4所述的快速放电的伺服系统，其特征在于：所述逆变单元由若干个开关管构成。
7.根据权利要求3或6所述的快速放电的伺服系统，其特征在于：所述的开关管为IGBT管或MOS管。
8.一种快速放电的伺服系统实时控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：断电检测模块检测电源是否切断，当电源切断时，立即发送电源切断信号给CPU处理器，CPU处理器开启快速放电功能，输出快速放电驱动信号；
S2：驱动模块接收驱动信号，驱动制动单元快速放电；
S3：电容电压检测模块检测储能电容电压是否超过再生电压值，超过时，立即发送再生放电信号给CPU处理器，CPU处理器输出再生放电驱动信号；
S4：驱动模块接收驱动信号，驱动制动单元放电，直至储容电容电压到回到正常值，CPU处理器关闭再生放电驱动信号，制动单元停止放电。
9.根据权利要求8所述的快速放电的伺服系统实时控制方法，其特征在于：S2的具体步骤为：驱动模块接收驱动信号，使制动单元的开关管导通，储能电容上的电量通过再生制动电阻迅速释放。
10.根据权利要求8所述的快速放电的伺服系统实时控制方法，其特征在于：S4的具体步骤为：驱动模块接收驱动信号，使制动单元的开关管导通，储能电容上的电量通过再生制动电阻放电，直至储容电容电压到回到正常值，CPU处理器关闭再生放电驱动信号，制动单元的开关管关闭，停止放电。
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