CN209562147U - 反冲电压保护装置和多路伺服电机驱动控制供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种反冲电压保护装置和多路伺服电机驱动控制供电系统，包括DC总线探测器、保护回路开关和保护回路负载；DC总线探测器分别与DC总线和保护回路开关连接，用于实时检测DC总线上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制保护回路开关的导通和断开；保护回路开关分别与DC总线和保护回路负载连接，用于在导通时将DC总线上的反冲电压传递到保护回路负载上；保护回路负载用于释放从保护回路开关传递来的反冲电压。本实用新型可以对DC总线的电压进行实时监控，通过反冲电压保护回路对伺服电机刹车和换向时产生的反冲电压进行隔离释放，能够对DC总线上的驱动控制系统和其他用电部件进行保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能机器人技术领域，特别是涉及一种反冲电压保护装置和带反冲电压保护功能的多路伺服电机驱动控制供电系统。
背景技术
目前智能机器人做为智能化自动产线的核心设备，被广泛应用在各类工业生产流水线上，取代人工实现长时间不间断的连续工作，从而达到替换人工劳力，完全实现全自动化智能产线的需要，推动各类工业和制造业的自动化进程。其中，做为智能机器人核心部件的伺服电机以及相关的驱动控制系统，为了满足长时间连续高精度稳定运作的要求，就要求其供电系统能够长时间提供平稳的用电环境。
但是实用新型人在实现本实用新型时发现，伺服电机在工作过程中，每一次转向和刹车时都会产生很大的反冲电压进入电源总线，对驱动控制器以及其他伺服电机产生一定的破坏作用，如不采取相关的保护措施，在工作一段时间之后就会造成供电总线上的驱动控制系统以及其他伺服电机的烧毁，从而造成各种各样的事故，除了对设备造成损坏，还会造成生产中断，从而产生更大的直接或间接的经济损失。目前市场上的产品和技术的稳定性较差，在长时间工作一段时间之后，会造成伺服电机性能和驱动控制器的性能变差，执行精度和运行速度降低，容易引发各类生产和安全事故。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供一种反冲电压保护装置和多路伺服电机驱动控制供电系统，以克服现有技术由于反冲电压进入电源总线而造成总线上的驱动控制系统以及伺服电机损坏的缺陷。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种反冲电压保护装置，所述装置包括DC总线探测器、保护回路开关和保护回路负载；
所述DC总线探测器分别与DC总线和所述保护回路开关连接，用于实时检测所述DC总线上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制所述保护回路开关的导通和断开；
所述保护回路开关分别与所述DC总线和保护回路负载连接，用于在导通时将所述DC总线上的反冲电压传递到所述保护回路负载上；
所述保护回路负载用于释放从所述保护回路开关传递来的反冲电压。
其中，所述DC总线探测器包括电压探测单元和电压比较单元；所述电压探测单元用于实时检测DC总线电压；所述电压比较单元用于将所述电压探测单元检测到的电压与预先设定的参考电压进行比较，并根据比较结果向所述保护回路开关发送控制信号。
其中，所述保护回路负载为大功率耗电设备。
本实用新型还提供一种多路伺服电机驱动控制供电系统，所述系统包括交流电源、整流变压器、DC总线和反冲电压保护装置；
所述整流变压器的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述DC总线，用于将交流电源转换为直流电源，并将所述直流电源输送到所述DC总线上；所述反冲电压保护装置与所述DC总线连接，用于释放所述DC总线上的反冲电压；
所述反冲电压保护装置包括DC总线探测器、保护回路开关和保护回路负载；
所述DC总线探测器分别与所述DC总线和所述保护回路开关连接，用于实时检测所述DC总线上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制所述保护回路开关的导通和断开；
所述保护回路开关分别与所述DC总线和保护回路负载连接，用于在导通时将所述DC总线上的反冲电压传递到所述保护回路负载上；
所述保护回路负载用于释放从所述保护回路开关传递来的反冲电压。
其中，所述DC总线探测器包括电压探测单元和电压比较单元；所述电压探测单元用于实时检测DC总线电压；所述电压比较单元用于将所述电压探测单元检测到的电压与预先设定的参考电压进行比较，并根据比较结果向所述保护回路开关发送控制信号。
其中，所述保护回路负载为大功率耗电设备。
其中，所述系统还包括应急控制继电器，所述应急控制继电器的输入端与所述整流变压器的输出端连接，输出端与所述DC总线连接，用于控制所述整流变压器的输出端与DC总线的导通与断开。
本实用新型还提供一种反冲电压保护方法，所述方法包括：
获取DC总线上的电压；
根据获取到的DC总线电压，判断所述DC总线上是否存在反冲电压；
当存在反冲电压时，释放所述反冲电压。
其中，所述判断所述DC总线上是否存在反冲电压的具体过程包括：
总线探测器将获取到的DC总线电压与预先设定的参考电压进行比较，当所述DC总线电压大于所述参考电压时，则判定所述DC总线上存在反冲电压。
其中，所述释放所述反冲电压的具体过程包括：
当所述总线探测器检测到反冲电压时，打开保护回路开关，所述DC总线上的反冲电压通过保护回路开关施加在保护回路负载上，并通过所述保护回路负载得到释放。
(三)有益效果
本实用新型可以对DC总线的电压进行实时监控，通过反冲电压保护回路对伺服电机刹车和换向时产生的反冲电压进行隔离释放，能够对DC总线上的驱动控制系统和其他用电部件进行保护。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的一种反冲电压保护装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的一种多路伺服电机驱动控制供电系统的结构示意图；
图3是本实用新型实施例4的一种反冲电压保护方法的流程图；
图4是本实用新型实施例4的判断及处理反冲电压的流程图；
图5是本实用新型实施例5的一种多路伺服电机驱动控制供电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1
本实施例的一种反冲电压保护装置如图1所示，所述装置包括DC总线探测器11、保护回路开关12和保护回路负载13；所述DC总线探测器11分别与DC总线14和所述保护回路开关12连接，用于检测所述DC总线14上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制所述保护回路开关12的导通和断开；所述保护回路开关12分别与所述DC总线14和保护回路负载13连接，用于在导通时将所述DC总线14上的反冲电压传递到所述保护回路负载13上；所述保护回路负载13用于释放从所述保护回路开关12传递来的反冲电压。
本实施例中，所述DC总线探测器11包括电压探测单元和电压比较单元；所述电压探测单元用于实时检测DC总线14电压；所述电压比较单元用于将所述电压探测单元检测到的电压与预先设定的参考电压进行比较，并根据比较结果向所述保护回路开关12发送控制信号。
所述保护回路开关12为隔离器。隔离器是一个功能器件，在本实施例中采用光隔离器。当所述的DC总线探测器11判断反冲电压在DC总线14中产生后，电流会正向通过隔离器，隔离器导通从而将保护回路负载13与DC总线14接通，将反冲电压引入保护回路负载13中去。当反冲电压消失，经过隔离器的电流消失，隔离器关闭，将会阻断保护回路负载13与DC总线14的连接，从而回复DC总线14的正常工作状态。
所述保护回路负载13为大功率耗电设备，本实施例中选用的是大功率电阻，通过电阻散热来消耗反冲电压。
本实施例的实现过程如下：DC总线探测器11会设定一个参考电压(该参考电压可以用总线工作电压也可以根据需要设定)，当DC总线14上出现的反冲电压超过参考电压时，反冲电压会通过保护回路开关12进入保护回路负载13，由保护回路负载13将该部分能量消耗。当DC总线电压恢复正常后进入正常的工作状态，整个过程是个连续不间断的实时状态，因此能对DC总线电源形成实时不间断的保护。
本实施例可以对DC总线的电压进行实时监控，通过反冲电压保护回路对伺服电机刹车和换向时产生的反冲电压进行隔离释放，能够对DC总线上的驱动控制系统和其他用电部件进行保护。本实施例可以反复多次对反冲电压进行隔离和释放，从而保证伺服电机在长时间不间断运作时，能够获得长期稳定的供电环境，减少故障和失误率。
实施例2
本实施例的一种多路伺服电机驱动控制供电系统如图2所示，所述系统包括交流电源21、整流变压器22、应急控制继电器23、DC总线24和反冲电压保护装置25；其中，所述整流变压器22的输入端连接所述交流电源21，输出端连接所述应急控制继电器23的输入端，所述DC总线24分别与所述应急控制继电器23的输出端和所述反冲电压保护装置25连接。
所述整流变压器22用于将交流电源转换为直流电源，并通过所述应急控制继电器23将所述直流电源输送到所述DC总线24上；所述应急控制继电器23用于控制所述整流变压器22的输出端与DC总线24的导通与断开；所述反冲电压保护装置25用于释放所述DC总线24上的反冲电压。
所述反冲电压保护装置25与实施例1中的反冲电压保护装置的结构相同，包括DC总线探测器、保护回路开关和保护回路负载；所述DC总线探测器分别与所述DC总线和所述保护回路开关连接，用于实时检测所述DC总线上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制所述保护回路开关的导通和断开；所述保护回路开关分别与所述DC总线和保护回路负载连接，用于在导通时将所述DC总线上的反冲电压传递到所述保护回路负载上；所述保护回路负载用于释放从所述保护回路开关传递来的反冲电压。
本实施例的多路伺服电机驱动控制供电系统可以为多轴高精度伺服控制系统的长时间不间断运作提供一种带反冲电压保护的长时间安全稳定的供电系统，该系统通过电源转化和降压分配方案向负载电源总线提供平稳的高压直流电源。此外该系统还可以对电源总线的电压进行实时监控，通过反冲电压保护回路对伺服电机刹车和换向时产生的反冲电压进行隔离释放，实现对电源总线上的驱动控制系统和其他用电部件的保护。
实施例3
本实施例提供一种多路伺服电机驱动控制供电系统，与实施例2的多路伺服电机驱动控制供电系统相似，与实施例2的不同之处在于本实施例去掉了应急控制继电器，整流变压器的输入端连接交流电源，输出端直接连接DC总线。
实施例4
本实施例的一种反冲电压保护方法的流程如图3所示，包括以下步骤：
步骤s101，获取DC总线上的电压。本实施例中，通过与DC总线连接的总线探测器获取DC总线上的电压。
步骤s102，根据获取到的DC总线电压，判断所述DC总线上是否存在反冲电压。如果是，则转步骤s103，否则转步骤s101。
步骤s103，当存在反冲电压时，释放所述反冲电压。本实施例中，所述释放所述反冲电压的具体过程为：当总线探测器检测到反冲电压时，打开保护回路开关，所述DC总线上的反冲电压通过保护回路开关施加在保护回路负载上，并通过所述保护回路负载得到释放。
本实施例中判断及处理反冲电压的流程如图4所示。本实施例中，判断DC总线上是否存在反冲电压的具体过程为：总线探测器将获取到的DC总线电压与预先设定的参考电压进行比较，当所述DC总线电压大于所述参考电压时，则判定所述DC总线上存在反冲电压。
本实施例的反冲电压保护方法可以为多轴高精度伺服控制系统的长时间不间断运作提供一种带反冲电压保护的长时间安全稳定的供电方法，通过该方法可以对电源总线的电压进行实时监控，并对伺服电机刹车和换向时产生的反冲电压进行隔离释放，能够对DC总线上的驱动控制系统和其他用电部件进行保护。
实施例5
本实施例的一种多路伺服电机驱动控制供电系统如图5所示，包括以下两部分：
(1)电源转换和降压分配部分
电源总线供电：交流220V市电输入后通过整流变压器后转换为波形平稳的220V直流电，再通过应急继电器之后进入电源总线，向伺服电机等负载供电。本实施例中，也可以采用交流380V动力电输入，通过整流变压器后转换为波形平稳的220V直流电。
(2)反冲电压保护部分
该部分由总线探测器、保护回路开关、保护回路负载组成。任何一路伺服电机因刹车等特殊情况产生反冲电压时，总线探测器检测到反冲电压产生，将瞬间打开保护回路开关，反冲电压通过保护回路开关，通过保护回路负载得到释放，使总线电压恢复到正常水平，从而实现对总线供电系统的保护。
本实用新型与现有技术相比，在电源总线中出现反冲电压时可以通过反冲电压保护装置及时疏导和释放反冲电压，从而达到避免电源总线上的其他用电部件的目的，保证电源总线上的电压和电流的平稳输出，为保证各伺服电机以及其他用电设备长时间高精度、平稳地运行创造优良的供电环境。这是目前市面上的高精度伺服电机驱动控制供电系统所不具备的，是保证伺服电机在长时间不间断工作过程中实现高精度、高稳定性连续工作的关键。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种反冲电压保护装置，其特征在于，所述装置包括DC总线探测器、保护回路开关和保护回路负载；
所述DC总线探测器分别与DC总线和所述保护回路开关连接，用于实时检测所述DC总线上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制所述保护回路开关的导通和断开；
所述保护回路开关分别与所述DC总线和保护回路负载连接，用于在导通时将所述DC总线上的反冲电压传递到所述保护回路负载上；
所述保护回路负载用于释放从所述保护回路开关传递来的反冲电压。
2.根据权利要求1所述的反冲电压保护装置，其特征在于，所述DC总线探测器包括电压探测单元和电压比较单元；所述电压探测单元用于实时检测DC总线电压；所述电压比较单元用于将所述电压探测单元检测到的电压与预先设定的参考电压进行比较，并根据比较结果向所述保护回路开关发送控制信号。
3.根据权利要求1所述的反冲电压保护装置，其特征在于，所述保护回路负载为大功率耗电设备。
4.一种多路伺服电机驱动控制供电系统，其特征在于，所述系统包括交流电源、整流变压器、DC总线和反冲电压保护装置；
所述整流变压器的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述DC总线，用于将交流电源转换为直流电源，并将所述直流电源输送到所述DC总线上；所述反冲电压保护装置与所述DC总线连接，用于释放所述DC总线上的反冲电压；
所述反冲电压保护装置包括DC总线探测器、保护回路开关和保护回路负载；
所述DC总线探测器分别与所述DC总线和所述保护回路开关连接，用于实时检测所述DC总线上的反冲电压，并根据检测到的反冲电压控制所述保护回路开关的导通和断开；
所述保护回路开关分别与所述DC总线和保护回路负载连接，用于在导通时将所述DC总线上的反冲电压传递到所述保护回路负载上；
所述保护回路负载用于释放从所述保护回路开关传递来的反冲电压。
5.根据权利要求4所述的多路伺服电机驱动控制供电系统，其特征在于，所述DC总线探测器包括电压探测单元和电压比较单元；所述电压探测单元用于实时检测DC总线电压；所述电压比较单元用于将所述电压探测单元检测到的电压与预先设定的参考电压进行比较，并根据比较结果向所述保护回路开关发送控制信号。
6.根据权利要求4所述的多路伺服电机驱动控制供电系统，其特征在于，所述保护回路负载为大功率耗电设备。
7.根据权利要求4至6任一项所述的多路伺服电机驱动控制供电系统，其特征在于，所述系统还包括应急控制继电器，所述应急控制继电器的输入端与所述整流变压器的输出端连接，输出端与所述DC总线连接，用于控制所述整流变压器的输出端与DC总线的导通与断开。
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