CN110098781A - 电机驱动器及自动化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机驱动器及自动化设备，其中自动化设备所使用的电机驱动器包括制动电路、电流采样电路以及控制单元；电流采样电路分别与制动电路和控制单元连接，用于采集制动电路的输出电流信号，并将采集到的输出电流信号发送给控制单元；控制单元与制动电路的输入端连接，用于向制动电路发送能耗制动控制信号，以及用于根据接收到的输出电流信号判断该制动电路工作异常时，停止向制动电路发送能耗制动的控制信号，进而防止制动电路失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，从而提高系统的可靠性。

Description

电机驱动器及自动化设备

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种电机驱动器及自动化设备。

背景技术

电机驱动器是一种广泛应用于工业控制和自动化生产中的产品，例如应用于3C自动化、单轴机械手、物流等多种自动化控制行业。在这些应用场景中，电机的减速过程会产生泵升电压。尤其是在高速情况下急速减速的时候，会瞬间产生很高的泵升电压，过高的泵升电压传递到电机驱动器中会导致电机驱动器损坏，因此一般情况下电机驱动器会设置制动电路以尽快消耗掉泵升产生的能量，达到保护驱动器的目的。因此制动电路的正常工作是保证电机驱动器正常工作的基础。

但是当制动电路在工作过程中短路损坏时会导致制动电路中的制动电阻失效，制动电阻失效时大电流会对电机驱动器的直流滤波单元和驱动单元造成损坏，从而导致后一级电路的故障扩大，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种电机驱动器及自动化设备，解决如何实现制动电路的故障检测以提升系统可靠性的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电机驱动器，包括制动电路、电流采样电路以及控制单元；

所述电流采样电路分别与所述制动电路和所述控制单元连接，用于采集所述制动电路的输出电流信号，并将采集到的输出电流信号发送给所述控制单元；

所述控制单元与所述制动电路的输入端连接，用于向所述制动电路发送能耗制动控制信号，以及用于根据接收到的所述输出电流信号判断所述制动电路工作异常时，停止向所述制动电路发送能耗制动的控制信号。

可选地，所述电机驱动器还包括分别与所述电流采样电路的输出端和所述控制单元的输入接口连接的第一光耦隔离电路，所述制动电路包括能耗制动开关器件，所述电流采样电路包括采样电阻和限流保护器件，所述第一光耦隔离电路包括光耦合器，所述采样电阻的一端与所述能耗制动开关器件的输出端连接，另一端与所述光耦合器之输入端的负极相连；所述限流保护器件的一端与母线相连，另一端与所述光耦合器之输入端的正极相连，所述光耦合器的输出端与所述控制单元的输入接口连接。

可选地，所述电流采样电路还包括正极与所述能耗制动开关器件输出端连接，负极与所述限流保护器件与所述母线相连的一端进行连接的保护二极管。

可选地，所述第一光耦隔离电路还包括并联于所述光耦合器之输入端的正极与负极之间的前端滤波电路，和/或并联于所述光耦合器之输出端口与地之间的后端滤波电路；

其中，所述前端滤波电路包括并联连接的前端滤波电阻和前端滤波电容。

可选地，所述能耗制动控制信号为脉冲控制信号，所述控制单元将所述输出电流信号形成的波形与所述能耗制动控制信号的脉冲波形进行比较，在二者波形不一致时，判定所述制动电路工作异常。

可选地，所述控制单元在确定所述输出电流信号形成的波形与所述能耗制动控制信号的脉冲波形不一致后，判定所述制动电路工作异常之前，还用于确定当前连续检测到所述输出电流信号形成的波形与所述能耗制动控制信号的脉冲波形不一致的次数是否大于等于预设的次数阈值N，如是，则判定所述制动电路工作异常，所述N的取值为大于等于2的整数。

可选地，所述能耗制动控制信号为周期小于等于500us的脉冲信号。

可选地，所述电机驱动器还包括显示单元，所述控制单元在判定所述制动电路工作异常后，还用于输出报警信号在所述显示单元上进行报警显示。

可选地，所述控制单元包括数字信号处理芯片和可编程逻辑器件芯片，所述数字信号处理芯片和/或可编程逻辑器件芯片通过SPI通信协议或自定义通信协议与外围设备接口进行数据交互。

可选地，所述外围设备接口包括模拟量接口、数字量接口和通讯接口中的至少一个。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种自动化设备，所述自动化设备包括如上所述的电机驱动器，以及与所述电机驱动器连接的电机，所述电机驱动器用于控制所述电机。

本发明的有益效果：

本发明提供一种电机驱动器及自动化设备，其中自动化设备所使用的电机驱动器包括制动电路、电流采样电路以及控制单元；电流采样电路分别与制动电路和控制单元连接，用于采集制动电路的输出电流信号，并将采集到的输出电流信号发送给控制单元；控制单元与制动电路的输入端连接，用于向制动电路发送能耗制动控制信号，以及用于根据接收到的输出电流信号判断该制动电路工作异常时，停止向制动电路发送能耗制动的控制信号；本发明提供的电机驱动器可以实现制动电路异常的实时检测，并在检测到制动电路工作异常时对制动电路进行及时的控制，进而防止制动电路失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，从而提高系统的可靠性。

附图说明

图1-1为本发明第一实施例中的电机驱动器结构示意图一；

图1-2为本发明第一实施例中的电机驱动器结构示意图二；

图1-3为本发明第一实施例中的电机驱动器结构示意图三；

图1-4为本发明第一实施例中的电机驱动器内的电路示意图；

图2-1本发明实施例二提供的IPM模块温度控制电路的结构示意图一；

图2-2本发明实施例二提供的IPM模块温度控制电路的结构示意图二；

图2-3本发明实施例二提供的电压设定电路的结构示意图；

图2-4本发明实施例二提供的第二光耦隔离电路的结构示意图；

图2-5本发明实施例二提供的放大电路的结构示意图；

图2-6为本发明实施例二提供的电机驱动器结构示意图；

图3-1为本发明实施例三提供的电机驱动器正视图；

图3-2为本发明实施例三提供的电机驱动器后视图；

图3-3为本发明实施例三提供的第一制动电阻的固定孔的结构示意图；

图3-4为本发明实施例三提供的电机驱动器右视图；

图3-5为本发明实施例三提供的电机驱动器左视图；

图3-6为本发明实施例三提供的电机驱动器俯视图；

图3-7为本发明实施例三提供的电机驱动器仰视图；

图3-8为本发明实施例三提供的电机驱动器立体图一；

图3-9为本发明实施例三提供的电机驱动器立体图二；

图3-10为本发明实施例三提供的电机驱动器立体图三；

图4-1为本发明第四实施例中的电机控制系统示意图；

图4-2为本发明第四实施例中的电机驱动器结构示意图；

图4-3为本发明第四实施例中的龙门控制器结构示意图；

图4-4为本发明第四实施例中的控制设备与电机驱动器的接线示意图。

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，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，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。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

为了实现制动电路的故障检测以提升系统可靠性，本实施例提供了一种电机驱动器，该电机驱动器可以为伺服电机驱动器，也可为步进电机驱动器。请参见图1-1所示，该电机驱动器包括控制单元11、电流采样电路12以及制动电路13；电流采样电路12分别与制动电路13和控制单元11连接，电流采样电路12用于采集制动电路13的输出电流信号，并将采集到的输出电流信号发送给控制单元11；控制单元11与制动电路12的输入端连接，用于向制动电路12发送能耗制动控制信号，以及用于根据接收到的输出电流信号判断该制动电路工作异常时，停止向制动电路12发送能耗制动的控制信号；也即本实施例提供的电机驱动器可以实现制动电路异常的实时检测，并在检测到制动电路工作异常时对制动电路进行及时的控制，进而防止制动电路失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，从而提高系统的可靠性。

在本实施例中，采集制动电路13的输出电流信号的方式可以灵活设置，只要能采集到能作为制动电路13工作是否异常的评估依据即可。例如，一种应用示例中，制动电路13包括能耗制动开关器件，电流采集电路12与能耗制动开关器件的输出端连接，用于采集该能耗制动开关器件的输出电流信号。且应当理解的是，本实施例中的能耗制动开关器件也可以灵活选用，例如该能耗制动开关器件可采用绝缘栅双极型晶体管IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)。

为了进一步提升系统的可靠性和相应速度，请参见图1-2所示，本实施例中的电机驱动器还可包括分别与电流采样电路12的输出端和控制单元11的输入接口连接的第一光耦隔离电路14；电流采样电路12将采集的制动电路13的输出电流信号经过第一光耦隔离电路14输出给控制单元11。本实施例中的第一光耦隔离电路14在电隔离的情况下，可以光为媒介传送信号，对输入和输出端进行隔离，从而有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等优点，因此可提升系统的可靠性和响应速度。

在本实施例的一种示例中，电流采样电路12包括采样电阻和限流保护器件，第一光耦隔离电路14包括光耦合器，采样电阻的一端与IGBT的输出端连接，另一端与光耦合器之输入端的负极相连；限流保护器件的一端与母线相连，另一端与光耦合器之输入端的正极相连，光耦合器的输出端与控制单元的输入接口连接。可选的，在本实施例的另一示例中，电流采样电路还可包括正极与IGBT输出端连接，负极与限流保护器件与母线相连的一端进行连接的保护二极管。

在本实施例中的一种示例中，为了提升电路的可靠性和降低信号的干扰，本实施例中的第一光耦隔离电路14还包括并联于光耦合器之输入端的正极与负极之间的前端滤波电路，和/或，并联于光耦合器之输出端口与地之间的后端滤波电路。且应当理解的是，本实施例中的前端滤波电路和后端滤波电路的具体组成方式可以灵活选择，例如可以通过滤波电容，或者滤波电容和电阻并联组合而成等。例如，前端滤波电路可包括但不限于并联连接的前端滤波电阻和前端滤波电容。

在本实施例的一些应用场景中，能耗制动控制信号可为但不限于脉冲控制信号，控制单元11将输出电流信号形成的波形与能耗制动控制信号的脉冲波形进行比较，在二者波形不一致时，判定制动电路工作异常。这种判断方式既高效又准确。

在本实施例的一种示例中，能耗制动控制信号可为但不限于周期小于等于500us的脉冲信号，例如具体可为周期等于500us的脉冲信号，或周期等于400us的脉冲信号或周期等于300us的脉冲信号等。且本实施例中可截取包括至少一个完整周期的脉冲信号的波形与相应时长的电流信号形成的波形进行比较以判断二者是否一致。例如可以截取一个完整周期的脉冲信号的波形进行比较，也可截取两个或三个或两个半的周期的脉冲信号的波形进行比较，具体可根据具体需求灵活截取。

另外，在本实施例的一些示例中，为了进一步提升系统控制的准确性，控制单元11在确定输出电流信号形成的波形与能耗制动控制信号的脉冲波形不一致后，判定制动电路工作异常之前，还用于确定当前连续检测到输出电流信号形成的波形与能耗制动控制信号的脉冲波形不一致的次数是否大于等于预设的次数阈值N，如是，才判定制动电路工作异常，N的取值为大于等于2的整数。例如该N的取值可为2，或者为3、4等，具体可根据应用场景灵活选择。

可选的，在本实施例的一些示例中，请参见图1-3所示，电机驱动器还包括显示单元15，控制单元15在判定制动电路13工作异常后，还用于输出报警信号在显示单元15上进行报警显示。从而让用户可以直观的查看到制动电路13异常的告警从而做出相应的干预处理，进而防止制动电路失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，从而提高系统的可靠性。

为了便于理解，本实施例下面结合一种的具体的制动电路、电流采样电路以及第一光耦隔离电路的具体结构为示例进行说明。

请参见图1-4所示，本实施例中的制动电路13采用IGBT器件，在制动电路13的IGBT短路损坏后如果不及时进行有效的干预，大电流会对电机驱动器的直流滤波单元和驱动单元造成损坏，进而会进一步导致后一级电路的故障扩大。

针对上述问题，请参见图1-4所示，本实施例提供的电机驱动器可包括电流采样电路12，第一光耦隔离电路14以及控制单元11，电流采样电路12与制动电路13的IGBT输出端相连接，第一光耦隔离电路14与电流采样电路12相连接，第一光耦隔离电路14与控制单元11相连接，控制单元11与制动电路13的输入端相连接；其中：

电流采样电路12包括采样电阻和限流保护器件，在本示例中，采样电阻包括依次串联的采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3，当然应当理解的是，本实施例中的采样电阻的个数、电阻的取值以及连接结构可以灵活设定，并不限于图中所示。例如，一种示例中，采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3的取值可为但不限于100K欧姆。限流保护器件包括限流保护电感L1，其中采样电阻R1与制动电路13的IGBT输出端和采样电阻R2相连接，采样电阻R2与采样电阻R3相连接，采样电阻R3与第一光耦隔离电路14的输入端的负极相连接，限流保护电感L1与母线正极和第一光耦隔离电路14输入端的正极相连接；第一光耦隔离电路14，根据电流采样电路12的电流信号，经过隔离之后送到控制单元11；控制单元11根据接收到的电流信号判断制动电路13是否异常，如果异常，则关断制动电路13的PWM控制信号，且可选的可在电机驱动器的显示单元上显示相关报警信息。

第一光耦隔离电路14包括光耦合器，采样电阻R3与光耦合器之输入端的负极相连；限流保护电感L1的一端与母线相连，另一端与光耦合器之输入端的正极相连，光耦合器的输出端与控制单元11的输入接口连接。第一光耦隔离电路还包括并联于光耦合器之输入端的正极与负极之间的前端滤波电路，该前端滤波电路包括并联连接的前端滤波电阻R5和前端滤波电容C2，第一光耦隔离电路还包括并联于光耦合器之输出端口与地之间的后端滤波电路，该后端滤波电路包括并联于光耦合器之输出端口与地之间的后端滤波电容C3。

基于图1-4所示的电路，本实施例下面以对制动电路13的一种检测控制过程为示例进行说明。

电流采样电路12采集IGBT的输出电流信号，并经第一光耦隔离电路14传递给控制单元11，控制单元11判断接收到的电流信号与用于制动电路13的控制电流信号(也即PWM控制信号)的波形是否一致，正常情况下，能耗制动泄放的输出波形(也即PWM控制信号的波形)与检测到的IGBT输出的电流信号的波形应该一致，如果不一致，则表明制动电路13故障，例如若IGBT短路了，那么检测到的IGBT输出的电流信号的波形就一直为低电平，与制动电路13的PWM控制信号的波形不一致。

在上述过程中，如果判断检测到的IGBT输出的电流信号的波形与制动电路13的PWM控制信号的波形一致，则表明制动电路13的IGBT没有损坏或异常，可按照预设规则继续对其进行监测。如果判断检测到的IGBT输出的电流信号的波形与制动电路13的PWM控制信号的波形不一致，则表明制动电路13的IGBT存在损坏或异常，此时控制单元11可关断能耗制动的PWM控制信号，使得制动电路13停止运行，以防止电机驱动器的制动电阻失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，且可选的控制单元11还可向电机驱动器的显示单元出相关的报警错误信息并切断主回路电源。

另外，为了保证系统控制的准确性和可靠性，电流采样电路12所输出的电流信号经过第一光耦隔离电路14，送到控制单元11，控制单元11可在连续的N(N大于等于2)次判断检测到的IGBT输出的电流信号的波形与制动电路13的PWM控制信号的波形不一致时，才判定制动电路13的IGBT存在损坏或异常，进而再切断能耗制动的PWM控制信号，使得制动电路13停止运行。这样可以避免发生误判而造成误控制的情况发生，提升系统控制的准确性和可靠性。

可见，通过本实施例提供的电机驱动器，可以本发明能够通过检测能耗制动单元IGBT导通的电流信号，从而判断能耗制动单元是否存在损坏或者异常，同时控制系统重复固定次数的脉冲波形对比检测，使得系统可靠性提高，以解决驱动器能耗制动开关器件IGBT短路损坏所造成驱动器能耗电阻失效的技术问题，进而防止了驱动器能耗电阻失效时的大电流对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大。

实施例二：

本实施例提供的电机驱动器还可包括IPM模块温度控制电路；其中：参见图2-1所示，IPM模块温度控制电路包括电压设定电路121、电压比较电路122、第二光耦隔离电路123；其中，电压比较电路122的第一输入端与电压设定电路121连接，电压比较电路122的第二输入端与用于输出表征IPM模块工作温度值的电压输出接口124连接，电压比较电路122的输出端与第二光耦隔离电路123的输入端连接，第二光耦隔离电路123的输出端与控制单元11连接；电压比较电路122用于将电压设定电路121输入的第一电压信号的第一电压值与电压输出接口124输出的第二电压信号的第二电压值进行比较，并将比较结果通过第二光耦隔离电路123输出至控制单元11；由控制单元11根据比较结果为第二电压值大于第一电压值时确定IPM模块工作温度过高，停止向IPM模块发送控制信号。

在本实施例的一些示例中，在比较结果为第二电压值大于第一电压值时，输出低电平信号至控制单元，由控制单元根据接收到的低电平信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号；在比较结果为第一电压值大于第二电压值时，输出高电平信号至控制单元，此时控制单元不做处理。

在本实施例的另一些示例中，在比较结果为第二电压值大于第一电压值时，输出高电平信号至控制单元，由控制单元根据接收到的高电平信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号；在比较结果为第一电压值大于第二电压值时，输出低电平信号至控制单元，此时控制单元不做处理。

值得注意的是，在其他一些示例中，还可以在比较结果为第二电压值大于第一电压值时，输出其他信号至控制单元，进而由控制单元根据接收到的信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。为了更好的理解，后续以电压比较电路输出低电平信号至控制单元，进而控制单元根据接收到的低电平信号确定IPM模块工作温度过高时，停止向IPM模块发送控制信号为例进行说明。

应当明确的是，表征IPM模块工作温度值的电压输出接口124可为IPM模块自带的电压输出接口，即可由IPM模块将当前的温度值转换为对应的电压值；表征IPM模块工作温度值的电压输出接口124也可为与IPM模块相分离的电压输出接口，即可由IPM模块将当前的温度值传输给电压输出接口，由电压输出接口将接收到的温度值转换为对应的电压值。

在本实施例的一些示例中，IPM模块中可包括逆变模块，该逆变模块可用于在电机驱动器出现异常或故障时，方便进行检查和故障排除，从而使得电机驱动器恢复正常工作，为工作人员的管理带来诸多便利。

在本实施例中，电机驱动器还可以包括放大电路，参见图2-2所示，电机驱动器还包括放大电路125，其中放大电路125设置在电压输出接口124和电压比较电路122之间，放大电路125接收电压输出接口124输出的第二电压信号，并将第二电压信号的第二电压值进行预设比例值放大，转化为模拟量电压信号输出至电压比较电路。

为了更好的理解，后续以图2-2所示的IPM模块温度控制电路结构进行说明。在本实施例中，当比较结果为低电平信号时，控制单元11根据比较结果确定IPM模块工作温度过高之前，还检测当前接收到低电平信号的次数是否超过N次，其中N为整数且N大于等于2，在检测到接收到的低电平信号的次数超过N次确定IPM模块工作温度过高，即控制单元11是在重复N次接收到低电平信号时，才确定IPM模块当前的工作温度过高，停止向IPM模块发送控制信号，这样大大提升了IPM过温保护的准确度与可靠性。值得注意的是，在实际应用中，N的取值由开发人员根据实验或经验进行灵活设置。

在本实施例中，参见图2-3所示，电压设定电路121可包括基准电压模块1211和分压电阻1212，其中，基准电压模块1211和分压电阻1212相并联，基准电压模块1211与电压比较电路122的第一输入端连接，用于为电压设定电路121提供基准电压，分压电阻1212与电压比较电路122的第一输入端连接，用于对基准电压模块1211进行分压。应当明确的是，分压电阻1212以及与分压电阻1212并联的基准电压模块1211的电阻值在预设电阻阈值内，即电压设定电路121的电阻值为可调的；具体的，可改变分压电阻的电阻值，例如选择第一分压电阻和第二分压电阻，其中设置第一分压电阻和第二分压电阻并联，且第一分压电阻和第二分压电阻分别与电压比较电路122的第一输入端连接，或者可改变基准电压模块1211的电阻值等。这样，通过调节电压设定电路121的电阻值，即可对应调节电压设定电路121的第一电压值，灵活性非常高且易于管控。

在本实施例的一些示例中，电压比较电路还用于在比较结果为第二电压值大于第一电压值时生成过温报警信号，并将该过温报警信号通过第二光耦隔离电路输出至控制单元中，这样控制单元可以直接根据过温报警信号确定IPM模块工作温度过高，进而停止向IPM模块发送控制信号。

在本实施例中，参见图2-4所示，第二光耦隔离电路123包括分流电阻1231、发光模块1232、光敏模块1233，分流电阻1231用于对第二光耦隔离电路123进行分流，发光模块1232的一端与分流电阻1231连接，另一端与电压比较电路122的输出端连接，在接收到电压比较电路输出的低电平信号时导通光敏模块1233，光敏模块1233输出低电平信号至控制单元11。

在本实施例中，参见图2-5所示，放大电路125包括第一组电阻1251、第二组电阻1252以及运算放大器1253；其中第一组电阻1251的输出端与运算放大器1253的第一输入端连接，第二组电阻1252的输出端与运算放大器1253的第二输入端连接，运算放大器1253对第一组电阻1251输入信号的电压值和第二组电阻1252输入信号的电压值进行预设比例值放大，输出模拟量电压信号至电压比较电路122。

为了减少差模和/或共模干扰，提升信号传输的准确性，在放大电路125中还可以设置电容器，设置第一电容器与第一子电阻二并联，以用于减少第一子电阻二输出的差模信号产生的差模干扰；设置第二电容器与第二子电阻二并联，以用于减少第二子电阻二输出的差模信号产生的差模干扰；设置第三电容器12543与第一子电阻一和第二子电阻一相连以用于减少第一子电阻一和第二子电阻一输出的共模信号产生的共模干扰。值得注意的是，在实际应用中，电容器在放大电路中的具体设置可根据具体应用场景做灵活调整。

本实施例的一种中，参见图2-6所示，本示例中的电机驱动器包括控制单元71，控制单元71包括数字信号处理芯片DSP 111和可编程逻辑器件芯片FPGA 112，DSP和/或FPGA通过SPI(Serial Peripheral interface)通信协议与外围设备接口进行数据交互。

应当明确的是，DSP和FPGA之间可进行数据交互，以完成电机驱动器的相应功能，从而实现电机驱动器的正常工作。

在本实施例中，外围设备接口包括但不限于模拟量接口、数字量接口、通讯接口，外围设备接口可包括模拟量接口、数字量接口、通讯接口中的任意一种或者任意组合形式，例如在一种示例中，外围设备接口包括模拟量接口、数字量接口、通讯接口。值得注意的是，这里所列举的只是几种常见的外围设备接口，在实际应用中，可以根据具体需求灵活设置。

在本实施例中，当外围设备接口包括模拟量接口时，模拟量接口与DSP连接以进行数据交互，其中模拟量接口可包括模拟量输入接口和/或模拟量输出接口，模拟量输入接口通过模拟量输入电路与DSP连接以进行数据交互，模拟量输出接口通过模拟量输出电路与DSP连接以进行数据交互。

电机驱动器除了包括IPM模块温度控制电路72外，还包括模拟量输入电路73，其中模拟量输入接口通过模拟量输入电路73与DSP连接，以用于将模拟量信号输入至DSP，可选的，将模拟量信号输入至DSP的A/D口，进而由DSP进行处理，可选的，模拟量输入电路可设置两路差分输入电路或一路单端输入电路。电机驱动器还包括模拟量输出电路74，其中模拟量输出接口通过模拟量输出电路74与DSP连接，以用于将DSP处理后的信号输出至模拟量输出接口，可选的，模拟量输出电路可设置两路差分输出电路或一路单端输出电路。

当外围设备接口包括通讯接口时，通讯接口与DSP连接以进行数据交互，其中通讯接口通过通讯电路与DSP连接以进行数据交互。电机驱动器还包括通讯电路75，应当明确的是，通讯接口用于传输调试信号或通讯信号。在本实施例的一些示例中，电机驱动器还包括与DSP连接的母线电流采样电路76，其中，母线电流采样电路76用于采集母线电流值(也即采集电机驱动器自身供电的电流值)并传输至DSP，由DSP进行处理。电机驱动器还包括与DSP连接的母线电压采样电路77，其中，母线电压采样电路77用于采集母线电压值(也即采集电机驱动器自身供电的电压值)并传输至DSP，由DSP进行处理。当在电机处于使能状态下，母线电压采样电路77传递过来的电压值大于预设第一电压阈值时启动制动电路，并用于在启动制动电路后，检测到电压值小于预设第二电压阈值时，断开制动电路，其中第一电压阈值大于第二电压阈值，且这两个阈值可以根据具体的应用场景灵活设定。

在本实施例中，外围设备接口包括数字量接口时，数字量接口与FPGA连接以进行数据交互，其中数字量接口可包括数字量输入接口和/或数字量输出接口，数字量输入接口通过数字量输入电路与FPGA连接以进行数据交互，数字量输出接口通过数字量输出电路与FPGA连接以进行数据交互。电机驱动器还包括数字量输入电路78，其中数字量输入接口通过数字量输入电路78与FPGA连接，以用于将数字量信号输入至FPGA，可选的，将数字量输入信号输入至FPGA的IO口，由FPGA进行处理，可选的，数字量输入电路可设置为9路支持共阴和/或共阳形式的单端或/双端输入电路。电机驱动器还包括数字量输出电路19，其中数字量输出接口通过数字量输出电路79与FPGA连接，以用于将FPGA处理后的信号输出至数字量输出接口，可选的，将从FPGA的IO口输出的信号输出至数字量输出电路，可选的数字量输出电路可设置为六路输出电路，其中四路为支持共阴和/或共阳形式的单端输出，两路为双端输出。

在本实施例的一些示例中，外围设备接口还可包括编码器接口，编码器接口与FPGA连接以进行数据交互，其中编码器接口可包括编码器输入接口和/或编码器输出接口，编码器输入接口通过编码器输入电路与FPGA连接以进行数据交互，编码器输出接口通过编码器输出电路与FPGA连接以进行数据交互。

电机驱动器还包括编码器输入电路70，其中编码器输入接口通过编码器输入电路20与FPGA连接，以用于将总线通讯信号输入至FPGA，由FPGA进行处理，进而再通过FPGA与DSP进行信号交互。电机驱动器还包括编码器输出电路71，其中编码器输出接口通过编码器输出电路71与FPGA连接，以用于将FPGA与DSP交互处理后的总线通讯信号输出至编码器输出接口，可选的，编码器输出电路可设置为A、B、Z差分输出电路和/或单端输出电路。

实施例三：

本实施例提供的电机驱动器还可包括壳体、与壳体配合形成封闭空间的散热器以及设置于封闭空间内的主控电路板，主控电路板上设置有驱动控制电路以及内部接地线。在本实施例中，可在电机驱动器上仅设置一个主控电路板，以节省电机驱动器成本，且可使得电机驱动器的体积更小。

在本实施例中，参见图3-1所示，壳体固定设置有与内部接地线连接的第一接地螺钉101和第二接地螺钉102；第一接地螺钉101用于与外部接地线连接或者与上一级电机驱动器上的第二接地螺钉连接，第二接地螺钉102用于与下一级电机驱动器上的第一接地螺钉连接或者悬空。

在本实施例中，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102中的至少一个设置于壳体的正面上，一种示例中，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102均设置在壳体的正面上，或者第一接地螺钉101和第二接地螺钉102还可设置在壳体的其他区域，例如设置在壳体的顶面或左侧面或右侧面等。在本实施例的一些示例中，当第一接地螺钉101和第二接地螺钉102均设置在壳体的正面上时，具体的，第一接地螺钉101与第二接地螺钉102可设置于壳体正面上的任意区域，例如，正面靠近上端区域、正面中间区域、正面靠近下端区域等，可以理解的是，接地螺钉用于接地，因此，优选的，可将第一接地螺钉101与第二接地螺钉102设置在壳体正面靠近下端的区域，从而方便接地，节约走线等。

在本实施例的一些示例中，接地螺钉可设置在接地螺钉座上，具体的，第一接地螺钉101和第二接地螺钉102可设置在同一个接地螺钉座上，也可以分别设置在不同的接地螺钉座上，具体的，当接地螺钉设置在接地螺钉座上时，接地螺钉座可通过焊接的方式固定在主控电路板上，可以理解的是，接地螺钉座用于安装接地螺钉，即接地螺钉座的作用为为接地螺钉提供一个承载体，在本实施例的另一些示例中，也可以无需将接地螺钉安装在接地螺钉座上，直接将接地螺钉与主控电路板固定，或者将接地螺钉安装在其他形式的承载体上，本发明对此不做具体限定。

在本实施例中，参见图3-2所示，壳体的背面固定设置有用于放置第一制动电阻112的容置槽，第一制动电阻112固定于容置槽内，并与制动电路连接。也即本实施例中通过设置的第一制动电阻，可以在电机驱动器运行过程中出现转速过高的情况下，很方便的更换制动电阻，即只需从壳体的背面上拆掉已配置的第一制动电阻，重新接入更大功率的第一制动电阻即可，同时也节省了壳体空间，更好的达到了降低电机转速的目的。

在本实施例中，电机驱动器还可包括固定件，第一制动电阻112相对的两端分别设置有固定孔，容置槽底部与固定孔相对应的位置设置有连接孔，固定件穿过第一制动电阻112的固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内，将第一制动电阻固定于容置槽内。参见图3-3所示，图中箭头所示方向为第一制动电阻的高度方向。第一制动电阻112上的固定孔可沿高度方向分为上层固定孔1121和下层固定孔1122，且上层固定孔1121的孔径大于或等于下层固定孔1122的孔径，固定件(图中所示为螺钉)穿过第一制动电阻112的固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内后，固定件的上端位于上层固定孔内。可选的，固定件可为螺钉，将螺钉旋入上层固定孔和下层固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内，螺钉冒则位于上层固定孔内，以避免螺钉冒突出对工作人员造成不便或损伤，并在一定程度上提高了美观度，其中上层固定孔可为半圆形通孔或U型通孔等其他形状的通孔，本发明对此不做具体限定，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

在本实施例中，电机驱动器还可包括显示单元，例如，仍参见图3-1所示，壳体的正面设置有容纳显示单元的空腔，显示单元111设置于空腔内并与主控电路板上的驱动控制电路连接。本实施例中的显示单元包括一个承载电路板，其中承载电路板上设置有显示器件，可选的，显示器件可为显示面板、显示屏等。在本实施例的一些示例中，显示单元111可无遮挡的盖子，直接将显示器件暴露于外部，在本实施例的另一些示例中，显示单元111也可有遮挡的盖子，只有在遮挡的盖子打开时，显示单元111的显示器件才暴露于外部。本实施例中主控电路板上设置有供承载电路板穿过的开槽，承载电路板穿过开槽将显示单元固定在主控电路板上；较优的，可直接将承载电路板垂直焊接在主控电路板上，承载电路板与主控电路板的信号连线通过2个PCB板相接处的焊盘加锡后连接，以保证一定的强度，该安装显示单元的方式，不使用软线与电路板连接，避免了通过各软线连接的复杂度，并在一定程度上保证了显示单元安装的强度。

在本实施例中，可由壳体的至少一个侧面和背面与散热器连接以配合形成封闭空间，一种示例中，参见图3-4所示，壳体的右侧面和背面与散热器113通过连接件连接，具体的，可通过在壳体右侧面靠近散热器的区域设置的第一连接件与散热器靠近壳体右侧面的区域设置的第三连接件连接(图3-4中虚线的圆形区域119所示为第一连接件和第三连接件连接后的示意图)，同样的，可通过壳体背面靠近散热器的区域设置的第二连接件与散热器靠近壳体背面的区域设置的第四连接件连接(图中未示出)。可以理解的是，为了使得壳体与散热器的连接更为牢固，可以在壳体与散热器的连接区域设置多个连接件，进而将壳体的多个连接件分别与散热器的多个连接件连接，例如同样参见图3-4所示，图3-4中虚线的圆形区域120所示为壳体的另一连接件与散热器的另一连接件连接后的示意图。在本实施例的一些示例中，散热器可沿壳体右侧面的高度方向延伸至壳体的顶面和/或底面，一种示例中，仍参见图3-6、图3-7所示，散热器113沿壳体右侧面的高度方向延伸至壳体的顶面和底面，并与顶面和底面齐平，在其他示例中，散热器可沿壳体右侧面的高度方向延伸至壳体的顶面或底面中的任意一个，或者无需延伸至壳体的顶面和底面等。值得注意的是，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。应当明确的是，本实施例中提供的散热器沿其自身侧面向外延伸出散热翅片，同样的，参见图3-4所示，该延伸出的散热翅片与壳体正面相平行，同时延伸形成的散热翅片整体为倒L型。还应当明确的是，主控电路板上设置有与内部接地线连接的接地通孔，散热器上设置有位置与接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过接地通孔旋入接地螺钉孔，内置接地螺钉位于接地通孔内的部分与内部接地线连接，采用该方式，实现了散热器与主控电路板上的内部接地线的连接，无需将壳体的整个侧面都向外延伸形成散热器以实现散热器与内部接地线的连接，在很大程度上减小了散热器占用的电机驱动器内部空间，且大大减小了散热器的体积以及降低了电机驱动器的散热成本。

为了进一步提高散热效率和散热效果，在本实施例中，还可在壳体的正面、背面、顶面、底面、左侧面以及右侧面至少一个上的部分区域中设置散热栅格，其中，散热栅格用于将电机驱动器内部的热量从该散热栅格散出。在本实施例的一些示例中，参见图3-4所示，可以在壳体的右侧面设置散热栅格114，或者参见图3-5所示，可以在壳体的左侧面设置散热栅格114，或者参见图3-6所示，可以在壳体的顶面设置散热栅格114，或者参见图3-7所示，可以在壳体的底面设置散热栅格114。应当明确的是，散热栅格可以设置在壳体正面、背面、顶面、底面、左侧面以及右侧面中的任意一个或任意组合面，在实际应用中，散热栅格在壳体的具体设置位置可根据具体应用场景做灵活调整。

由于本实施例中的电机驱动器可应用于各种自动化控制领域，因此为了满足不同应用场景的需求，电机驱动器上各种接口的合理布局，对于电机驱动器在不同应用的场景的接线和对安装空间的需求等就显得尤为重要。在本实施例中，电机驱动器还包括接口单元，接口单元固定设置在主控电路板上并通过壳体设置的镂空孔显露于外部。其中，接口单元包括第一接口单元、第二接口单元中的至少一个，一种示例中，接口单元包括第一接口单元和第二接口单元，在其他示例中，接口单元除了包括第一接口单元、第二接口单元中的至少一个，还可包括其他接口单元，在实际应用中，可根据具体应用场景做灵活调整。

可以理解的是，当接口单元包括第一接口单元时，第一接口单元通过壳体正面设置的镂空孔显露于外部，当接口单元包括第一接口单元时，第二接口单元通过壳体顶面设置的镂空孔显露于外部。

一种示例中，第一接口单元包括控制信号接口、编码器接口、电源接口、电机绕组接口、保护地接口中的至少一种。在其他示例中，第一接口单元还包括调试接口、制动电阻接口、共直流母线接口中的至少一种。为了更好的理解，这里以一种具体的第一接口单元包括的接口为例，参见图3-1所示，第一接口单元包括调试接口110、控制信号接口109、编码器接口108、电源接口106、制动电阻接口105、电机绕组接口104、保护地接口103，且调试接口110、控制信号接口109、编码器接口108、电源接口106、制动电阻接口105、电机绕组接口104、保护地接口103依次相邻分布，这样将接口进行分区集中设置，便于接口的管理以及安装使用，提升安装效率和尽量避免因接口设置杂乱无章而导致接口连接出错的现象发生。

一种示例中，第二接口单元包括至少一个通讯接口，例如第二接口单元包括RS232通讯接口、RS485通讯接口、CAN通讯接口、Ethercat通讯接口中的至少一种，其中通讯接口用于传输调试信号或通讯信号。在其他示例中，第二接口单元还可包括更新开关，该更新开关用于触发电机驱动器更新信号对电机驱动器的软件程序或驱动程序进行更新，其还可用于触发电机驱动器烧录信号对电机驱动器的软件程序或驱动程序进行烧录。为了更好的理解，这里以一种具体的第二接口单元包括的接口为例，参见图3-6所示，第二接口单元包括第一通讯接口115、第二通讯接口116、更新开关117，且第一通讯接口115、第二通讯接口116、更新开关117相邻分布。

在本实施例中，电机驱动器还可包括指示单元，该指示单元用于根据电机驱动器电源使用情况进行相应的指示点亮。在一种示例中，参见图3-1所示，指示单元107可设置在壳体的正面上，具体的，指示单元107设置在编码器接口108与电源接口106中间区域。在其他示例中，也可将指示单元107和第二接口单元包括的接口一起设置在壳体的顶面，以为第一接口单元中的接口布置提供更多的位置空间。可以理解的是，在第一接口单元包括与制动电路连接的制动电阻接口时，设置于壳体背面的容置槽内的第一制动电阻通过导线与制动电阻接口连接，例如，参见图3-7所示，壳体的底面设置有用于容纳导线的导线槽118，导线从壳体的背面延伸进入导线槽，沿着导线槽延伸至壳体的正面与制动电阻接口连接。

为了更好的理解本发明，这里以一种具体的电机驱动器进行示例说明，参见图3-8至图3-10所示：壳体的正面固定设置有与内部接地线连接的第一接地螺钉101和第二接地螺钉102，第一接地螺钉101用于与外部接地线连接或者与上一级电机驱动器上的第二接地螺钉连接，第二接地螺钉102用于与下一级电机驱动器上的第一接地螺钉连接或者悬空，通过设置的第一接地螺钉和第二接地螺钉可实现不同电机驱动器之间的级联接地，为工作人员的使用、安装以及管理带来诸多便利。可选的，壳体的正面还设置有第一接口单元，其中第一接口单元包括依次相邻分布的调试接口110、控制信号接口109、编码器接口108、电源接口106、制动电阻接口105、电机绕组接口104、保护地接口103，这样将接口进行分区集中设置，便于接口的管理以及安装使用。可选的，壳体的正面还设置有与第一接口单元相邻设置的指示单元107，以用于根据电机驱动器电源使用情况进行相应的指示点亮。可选的，壳体的正面还设置有显示单元111，该显示单元111无遮挡的盖子，暴露于外部，更加便于用户使用，并在一定程度上节约了成本，同时该显示单元包括的承载电路板采用垂直焊接在主控电路板上的方式，在承载电路板与主控电路板的信号连线相接处的焊盘加锡后连接，保证了一定的强度，同时避免了通过各软线连接的复杂度。

其中，壳体的背面固定设置有用于放置第一制动电阻112的容置槽，第一制动电阻112固定于容置槽内，并与制动电路连接。具体的，第一制动电阻112相对的两端分别设置有固定孔，固定孔可沿高度方向分为上层固定孔和下层固定孔，且上层固定孔的孔径大于或等于下层固定孔的孔径，容置槽底部与固定孔相对应的位置设置有连接孔，螺钉穿过第一制动电阻112的固定孔并固定于容置槽底部的连接孔内后，螺钉的上端位于上层固定孔内。同时，第一制动电阻112通过导线与第一接口单元中的制动电阻接口连接，具体的，在壳体的底面设置有用于容纳导线的导线槽，导线从壳体的背面延伸进入导线槽，沿着导线槽延伸至壳体的正面与制动电阻接口连接。这样，可以在电机驱动器运行过程中出现转速过高的情况下，只需从壳体的背面上拆掉已配置的第一制动电阻，更加便于制动电阻的更换，进一步为工作人员带来便利。

其中，壳体的右侧面和背面与散热器113连接，具体的，散热器113与壳体右侧面、背面均通过连接件连接，且散热器113沿侧面的高度方向延伸至壳体的顶面和底面，并与顶面和底面齐平，散热器侧面向外延伸出散热翅片，其中散热翅片从整体上来看为倒L型。可以理解的是，主控电路板上设置有与内部接地线连接的接地通孔，散热器113上设置有位置与接地通孔相对应的接地螺钉孔，内置接地螺钉穿过接地通孔旋入接地螺钉孔，内置接地螺钉位于接地通孔内的部分与内部接地线连接，这样，实现了散热器与内部接地线的连接，无需将壳体的整个侧面都向外延伸形成散热器以实现散热器与内部接地线的连接，在很大程度上减小了散热器占用的电机驱动器内部空间，同时大大减小了散热器的体积，节省了电机驱动器的散热成本。

其中，为了进一步提高散热效率和散热效果，还可在壳体的顶面、底面、左侧面以及右侧面部分区域上设置散热栅格114，以用于将电机驱动器内部的热量从该散热栅格114散出。另外，在壳体的顶面上设置有第二接口单元，第二接口单元包括依次相邻分布的第一通讯接口115、第二通讯接口116以及一个更新开关117，其中，第一通讯接口115和第二通讯接口116用于传输调试信号或通讯信号，更新开关117用于触发电机驱动器更新信号对电机驱动器的软件程序或驱动程序进行更新，其还可用于触发电机驱动器烧录信号对电机驱动器的软件程序或驱动程序进行烧录。

实施例四：

本实施例还提供了一种自动化设备，包括如上各实施例所示的电机驱动器，以及与电机驱动器连接的电机，电机驱动器用于控制电机。该自动化设备可以是应用于各种自动化控制领域，例如该自动化设备可以为机械手设备或物流小车或3C自动化设备等。在一些应用场景中，例如包括但不限于大型数控刨床、激光焊接设备、玻璃加工等场景，由于涉及到的幅面均较大，并且要求加工运行速度均较快；这些应用场景中设备若采用单轴传动则无法满足快速加工要求；因此针对这类场景一般采用双Y轴来运行，这种情况下需要采用两个电机驱动器分别控制两个电机。若双Y轴出现不同步时，容易损坏机器。为了尽量避免该情况，目前的做法是基于电机上的编码器所反馈的信息实现双轴位置同步。这种控制方式的接线非常复杂，容易出错导致可靠性交底，且数据的传递主要采用差分信号，调节参数较多，控制比较复杂，导致使用成本和维护成本高。

为了便于理解，本实施例中称电机控制系统采用的两个电机驱动器分别为第一电机驱动器和第二电机驱动器。但应当理解的是，本实施例中的电机控制系统并不限于控制两个电机的同步运行，对于三个及三个以上的电机的同步运行控制可以此类推，在此不再赘述。

本实施例提供的一种电机控制系统请参见图4-1所示，其包括控制设备41、第一电机驱动器42、第一电机驱动器42、第二电机驱动器43以及第二电机45；其中第一电机驱动器42与控制设备41通讯连接，第一电机驱动器42与其所驱动的第一电机44连接，第二电机驱动器43与第一电机驱动器42通过通讯总线连接，该通讯总线的具体类型可以灵活选用，例如可以采用但不限于RS485总线、CAN总线和以太网总线中的任意一种；第二电机驱动器43与其所驱动的第二电机45连接，其中：第一电机驱动器42用于获取第一电机44的第一位置信息，该第一位置信息优选为第一电机44的实时位置信息，且第一电机驱动器42获取第一电机44的位置信息的方式可以通过与该第一电机44连接的第一编码器(图中未示出)所反馈的信息获取，该第一编码器可以集成设置于第一电机驱动器42内，也可与第一电机驱动器42分离设置。第二电机驱动器43用于获取第二电机45的第二位置信息，该第二位置信息优选为第二电机45的实时位置信息，且第二电机驱动器43获取第二电机45的位置信息的方式可以通过与该第二电机45连接的第二编码器(图中未示出)所反馈的信息获取，且该第二编码器可以集成设置于第二电机驱动器43内，也可与第二电机驱动器43分离设置。

本实施例中，第二电机驱动器43获取到第二电机45的第二位置信息之后，将该第二位置信息通过与第一电机驱动器42连接的通讯总线发给第一电机驱动器42。第一电机驱动器42通过与第二电机驱动器43连接的通讯总线从第二电机驱动器43获取到第二电机45的第二位置信息之后，与自身获取的第一电机44的第一位置信息进行比对得到第一电机44和第二电机45的位置差，进而根据该位置差进行龙门位置补偿控制。

在本实施例中，第一电机驱动器42根据位置差进行龙门位置补偿控制时，具体的控制策略可以灵活选用。例如可以对第一电机44的位置进行调整控制，或者对第二电机45的位置进行调整控制，或者同时对第一电机44和第二电机45的位置进行调整控制。

可见，相对现有龙门控制方式，本实施例中第一电机驱动器42和第二电机驱动器43之间可直接通过通讯总线实现位置信息的交互，这种通讯方式抗干扰能力更强，数据交互可靠性高，且接线非常简单；另外第一电机44和第二电机45的位置信息可不传递给控制设备41，可直接在第一电机驱动器42上实现龙门控制，既能减少数据的交互，同时又能在很大程度上降低接线的复杂程度，提升系统的可靠性，降低系统的使用和维护成本。

在本实施例的一种示例中，第一电机驱动器42可还用于将位置差与预设的位置差阈值进行比较，并在位置差大于位置差阈值时，向控制设备41发送龙门报警信号；控制设备41可用于接收到龙门报警信号后，向第一电机驱动器42和第二电机驱动器43发送电机停止控制指令，以控制第一电机44和第二电机45停止转动。第一电机44和第二电机45停止后断开使能，避免机械不同步造成各种损伤。

可选地，本实施例中控制设备41可通过与第一电机驱动器42之间的通讯连接，将需要向第一电机驱动器42发送的各种数据(例如包括但不限于各种脉冲命令、配置信息、控制指令、调试信息)发给第一电机驱动器42，将需要向第二电机驱动器43发送的各种数据则可先发给第一电机驱动器42，由第一电机驱动器42通过与第二电机驱动器43之间的通讯总线发给第二电机驱动器43，从而进一步简化第二电机驱动器43与控制设备41之间的接线。当然，在一些示例中，第二电机驱动器43也可与控制设备41通讯连接，控制设备41可通过该通讯连接直接向需要向第二电机驱动器43发送的各种数据发给该第二电机驱动器43。

另外，应当理解的是，本实施例中第一电机驱动器42与第二电机驱动器43、以及第一电机驱动器42与控制设备41之间进行通信时采用的具体通讯协议也可灵活的选用。例如第一电机驱动器42和第二电机驱动器43之间可以采用但不限于类似CSMA/CD通信机制实现数据交互。

在本实施例的一种示例中，第一电机驱动器42还可用于监测是否接收到第一电机44到达第一原点时触发的第一原点信号，以及是否接收到第二电机驱动器43通过通讯总线发送的第二原点信号，第二原点信号为第二电机45到达第二原点时触发的信号；也即第二电机驱动器43还可用于监测是否接收到第二电机45到达第二原点时触发的第二原点信号；第一电机驱动器42在接收到第一原点信号和第二原点信号时，向控制设备41发送原点到达信号；控制设备41接收到原点到达信号开始计时并停止向第一电机驱动器42和第二电机驱动器43发送脉冲信号，在计时值达到预设时长值之后，重新向第一电机驱动器42和第二电机驱动器43发送脉冲信号，进而实现龙门回零控制。

可选地，在本实施例中，控制设备41在需要进行龙门回零控制时，可以先向第一电机驱动器42和第二电机驱动器43发送回零控制指令。第一电机驱动器42在接收到控制设备41发送的回零控制指令后，根据该回零控制指令控制第一电机44向第一原点位置运动，并监测是否接收到第一电机44到达第一原点时触发的第一原点信号；第二电机驱动器43也可在接收到控制设备41发送的回零控制指令后，根据该回零控制指令控制第二电机45向第二原点位置运动，并监测是否接收到第二电机45到达第二原点时触发的第二原点信号；

可选地，在本实施例中，第一电机驱动器42在接收到第一原点信号和第二原点信号中的其中一个时，可预先停止龙门位置补偿控制；和/或，第一电机驱动器42在先接收到第一原点信号时，可停止根据从控制设备41接收到的脉冲信号对第一电机44进行驱动控制；或，第一电机驱动器42在先接收到第二原点信号时，可通过通讯总线发送脉冲禁止指令给第二电机驱动器43，以通知第二电机驱动器43停止根据接收到的脉冲信号对第二电机45进行驱动控制。

为了便于理解，本实施例下面对电机驱动器的一种结构进行示例说明。

请参见图4-2所示，在本实施例中，第一电机驱动器42包括第一总线通讯模块421、第一龙门控制器422，第一总线通讯模块421通过通讯总线与第二电机驱动器43的第二总线通讯模块连接。第一总线通讯模块421用于接收第二电机驱动器43通过第二总线通讯模块发送的第二位置信息，第二位置信息为第二电机驱动器驱动控制的第二电机的位置信息，并发给第一龙门控制器422；

第一龙门控制器422用于获取第一电机的第一位置信息，根据第一位置信息和第二位置信息得到位置差，根据位置差进行龙门位置补偿控制。第一电机驱动器42还包括第一命令输入处理模块423和第一位置闭环控制模块424，第一命令输入处理模块423与控制设备41连接，控制设备41用于向其发送脉冲命令，第一命令输入处理模块423用于将接收到的脉冲命令转换成位置单位输入给第一位置闭环控制模块424，第一位置闭环控制模块424根据该位置单位对第一电机44进行电机驱动。在一些示例中，第一位置闭环控制模块424可包括位置环、速度环和电流环，或者仅包括位置环和电流环。

第一龙门控制器422还用于将位置差与预设的位置差阈值进行比较，并在位置差大于位置差阈值时，向控制设备41发送龙门报警信号ALAM。第一龙门控制器422还用于监测是否接收到第一电机44到达第一原点时触发的第一原点信号，以及是否接收到第二总线通讯模块通过通讯总线发送的第二原点信号，第二原点信号为第二电机到达第二原点时触发的信号；

第一龙门控制器422还用于在接收到第一原点信号和第二原点信号时，向控制设备41发送原点到达信号HOME。第一龙门控制器422根据位置差进行龙门位置补偿控制时，具体的控制策略可以灵活选用。例如第一龙门控制器422可以对第一电机44的位置进行调整控制，或者对第二电机45的位置进行调整控制，或者同时对第一电机44和第二电机45的位置进行调整控制。

应当理解的是，本实施例中的第二电机驱动器43的结构可与第一电机驱动器42的结构相同，第二电机驱动器43的第二龙门控制器可以根据龙门控制的具体策略进行龙门控制，或者不进行龙门控制。

另外，应当理解的是，本实施例中的第一龙门控制器422的具体结构也可灵活设置。为了便于理解，本实施例下面结合图4-3所示的龙门控制器结构为示例进行说明。本示例中的第一龙门控制器422包括PID控制器4221、比较器4222以及与逻辑器4223，其中第一位置信息和第二位置信息经过比较得到的位置差分别输入给PID控制器4221和比较器4222，PID控制器4221根据该位置差生成第一龙门补偿位置信息和/或第二龙门补偿位置信息，具体生成方式可采用但不限于各种同步位置信息生成算法。

比较器4222将得到的位置差与预设的位置差阈值进行比较，在位置差大于该位置差阈值时输出位置差过大的报警信号，也即龙门报警信号，该龙门报警信号可发动给控制设备41。

与逻辑器4223则用于在接收到第一电机44达到原点时触发的第一原点信号以及接收到第二电机45达到原点时触发的第二原点信号时，生成原点到达信号发给控制设备。本实施例中可以在电机的原点位置设置传感器，电机达到原点位置时可触发该传感器产生一用于表征电机到达原点位置的信号。但原点位置到达的检测并不限于这种方式。

应当理解的是，本实施例中的龙门控制器的具体结构并不限于图4-3所示的结构，还可根据具体需求灵活改变，只要能实现上述功能即可，例如其中的PID控制器4221则可通过MFC功能替代。

下面对电机控制系统的一种接线为示例说明。请参见图4-4所示，控制设备41的脉冲输出端与第一电机驱动器42和第二电机驱动器43的脉冲输入端连接，第一电机驱动器42和第二电机驱动器43之间通过RS485通讯总线通讯连接，第二电机驱动器43将其获取的第二电机45的实时位置信息通过RS485通讯接口发给第一电机驱动器42，第二电机驱动器43将第二电机45在到达第二原点时触发的第二原点信号也通过RS485通讯总线发给第一电机驱动器42。第一电机驱动器42接收到获取到第一原点信号和第二原点信号后发送用于表征回零到达的原点到达信号给控制设备41。第一电机驱动器42还用于在根据获取到的第一电机44的第一位置信息和第二电机驱动器43发送的第二电机45第二位置信息的位置差进行龙门同步控制，以及在该位置差大于预设位置差阈值时向控制设备41发送龙门报警信息。可选地，在一些示例中，第一电机驱动器42也可将其获取的第一电机44的第一位置信息发给第二电机驱动器43，第二电机驱动器43也可根据该第一位置信息和第二位置信息的位置差进行龙门同步控制(此时第一电机驱动器42则可不执行龙门同步控制)，以及在该位置差大于预设位置差阈值时向控制设备41发送龙门报警信息。该电机控制系统接线简单，驱动器之间采用通讯方式实现同步，接线只有2芯屏。

在本实施例的另一示例中，第一电机驱动器42也可用于获取第一电机44的第一位置信息和第二位置信息之后发给控制设备41，控制设备41将第一电机44的第一位置信息与第二电机的第二位置信息进行比对，得到第一电机44和第二电机45的位置差，进而根据该位置差进行龙门位置补偿控制。在本示例中，控制设备41根据位置差进行龙门位置补偿控制时，具体的控制策略可以灵活选用。例如可以对第一电机44的位置进行调整控制，或者对第二电机45的位置进行调整控制，或者同时对第一电机44和第二电机45的位置进行调整控制。在本实施例的一种示例中，控制设备41可还用于将位置差与预设的位置差阈值进行比较，并在位置差大于位置差阈值时，向第一电机驱动器42和第二电机驱动器43发送电机停止控制指令，以控制第一电机44和第二电机45停止转动。第一电机44和第二电机45停止后断开使能，避免机械不同步造成各种损伤。当然，在本实施例的一些示例中，第一电机驱动器42也可将获取到的第一位置信息和第二位置信息进行比较得到第一电机和第二电机的位置差，将该位置差与预设的位置差阈值进行比较，并在位置差大于位置差阈值时，向控制设备41发送龙门报警信号。

可见，通过本实施例提供的电机控制系统，第一电机驱动器42和第二电机驱动器43之间可直接通过通讯总线实现位置信息的交互，并通过第一电机驱动器42基于该位置信息实现龙门同步控制，以及龙门报警和龙门回零控制等，相对现有龙门同步控制方式，抗干扰能力更强，数据交互可靠性高，接线更为简单高效，提升系统的可靠性，降低系统的使用和维护成本，可更好的适用于各种双轴或三轴以上的应用场景，例如包括但不限于平板机、电子、雕刻机、光纤机等行业。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机驱动器，其特征在于，包括制动电路、电流采样电路以及控制单元；

所述电流采样电路分别与所述制动电路和所述控制单元连接，用于采集所述制动电路的输出电流信号，并将采集到的输出电流信号发送给所述控制单元；

所述控制单元与所述制动电路的输入端连接，用于向所述制动电路发送能耗制动控制信号，以及用于根据接收到的所述输出电流信号判断所述制动电路工作异常时，停止向所述制动电路发送能耗制动的控制信号。

2.如权利要求1所述的电机驱动器，其特征在于，所述电机驱动器还包括分别与所述电流采样电路的输出端和所述控制单元的输入接口连接的第一光耦隔离电路，所述制动电路包括能耗制动开关器件，所述电流采样电路包括采样电阻和限流保护器件，所述第一光耦隔离电路包括光耦合器，所述采样电阻的一端与所述能耗制动开关器件的输出端连接，另一端与所述光耦合器之输入端的负极相连；所述限流保护器件的一端与母线相连，另一端与所述光耦合器之输入端的正极相连，所述光耦合器的输出端与所述控制单元的输入接口连接。

3.如权利要求2所述的电机驱动器，其特征在于，所述电流采样电路还包括正极与所述能耗制动开关器件输出端连接，负极与所述限流保护器件与所述母线相连的一端进行连接的保护二极管。

4.如权利要求2所述的电机驱动器，其特征在于，所述第一光耦隔离电路还包括并联于所述光耦合器之输入端的正极与负极之间的前端滤波电路，和/或并联于所述光耦合器之输出端口与地之间的后端滤波电路；

其中，所述前端滤波电路包括并联连接的前端滤波电阻和前端滤波电容。

5.如权利要求1-4任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述能耗制动控制信号为脉冲控制信号，所述控制单元将所述输出电流信号形成的波形与所述能耗制动控制信号的脉冲波形进行比较，在二者波形不一致时，判定所述制动电路工作异常。

6.如权利要求5所述的电机驱动器，其特征在于，所述控制单元在确定所述输出电流信号形成的波形与所述能耗制动控制信号的脉冲波形不一致后，判定所述制动电路工作异常之前，还用于确定当前连续检测到所述输出电流信号形成的波形与所述能耗制动控制信号的脉冲波形不一致的次数是否大于等于预设的次数阈值N，如是，则判定所述制动电路工作异常，所述N的取值为大于等于2的整数。

7.如权利要求1-4任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述电机驱动器还包括显示单元，所述控制单元在判定所述制动电路工作异常后，还用于输出报警信号在所述显示单元上进行报警显示。

8.如权利要求1-4任一项所述的电机驱动器，其特征在于，所述控制单元包括数字信号处理芯片和可编程逻辑器件芯片，所述数字信号处理芯片和/或可编程逻辑器件芯片通过SPI通信协议、或SPI通信协议结合自定义通信协议与外围设备接口进行数据交互。

9.如权利要求8所述的电机驱动器，其特征在于，所述外围设备接口包括模拟量接口、数字量接口和通讯接口中的至少一个。

10.一种自动化设备，其特征在于，所述自动化设备包括如权利要求1-9任一项所述的电机驱动器，以及与所述电机驱动器连接的电机，所述电机驱动器用于控制所述电机。