交流伺服驅動器及其相關方法技術

本發明專利技術提供了一種用于驅動伺服馬達的交流伺服驅動器及其相關方法。所述交流伺服驅動器包括：電源輸入單元，用于輸出直流電源；逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅動信號至所述伺服馬達；啟動命令輸入單元，用于根據剎車信號而生成啟動信號；以及動態剎車單元，接收所述啟動信號，其中當所述啟動信號為伺服關閉信號時，所述動態剎車單元將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號短接到基準電位。通過本發明專利技術的交流伺服驅動器及其相關方法，克服了當前交流伺服驅動器連續而頻繁地控制伺服馬達停止時交流伺服驅動器產生的過電壓或者過電流現象，同時解決了所述交流伺服驅動器的動態剎車單元在開閉過程中產生的電磁噪音的問題，提高了伺服驅動器運行時的平穩性。

【技術實現步驟摘要】
交流伺服驅動器及其相關方法
本專利技術涉及一種交流伺服驅動器及其相關方法，尤其涉及一種在動態剎車時能夠消除噪音和快速降低能量的交流伺服驅動器及其相關方法。
技術介紹
交流伺服驅動器用于控制交流伺服馬達(也稱為交流伺服電機)的啟動和停止。圖1示出了根據現有技術的交流伺服驅動器的結構圖。如圖1所示，電源11給交流伺服驅動器1提供交流電，用于驅動伺服馬達9。交流伺服驅動器1包括整流器12、濾波電容13、逆變器模塊14、動態剎車單元15、以及啟動命令輸入單元16。整流器12與濾波電容13組成整流濾波電路，此濾波電路將從電源11得到的交流電源整流濾波成直流電源并輸出到逆變器模塊14的電源輸入端(一般俗稱為P端子、N端子)。其中，直流電源的正極“+”連接逆變器模塊14的P端子，負極“-”連接逆變器模塊14的N端子。伺服馬達(電機)9又稱為執行電機，交流伺服驅動器1的逆變器模塊14在結合控制電路模塊(圖中未示出)的情況下可以輸出U、V、W三相電形成電磁場，使得伺服馬達9內部的永磁鐵轉子在這磁場的作用下轉動。也就是說，伺服馬達9把接收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出。現有技術的交流伺服驅動器1在控制交流伺服馬達9旋轉或停止時的動態剎車電路是通過動態剎車單元15(其中的電磁繼電器)和啟動命令輸入電路單元16組成的。動態剎車電路根據啟動信號輸出的約束條件來控制動態剎車電路是否開啟來控制交流伺服馬達9的旋轉或停止。具體地，雖然除了電磁繼電器之外，動態剎車單元還會包括電阻等一些其它組件，但是，為了簡便起見，圖1中只示出了動態剎車單元15中的由兩個開關和一個線圈組成的電磁繼電器而省略了其它組件，因此，在下文中，術語“動態剎車單元”實際等同于術語“電磁繼電器”。當剎車信號(例如，其可以來自圖中未示出的上位控制單元)為交流伺服驅動器1接通命令時，啟動命令輸入單元16生成一個動態剎車單元打開的啟動信號。這時，動態剎車電路單元15中的線圈有電流流過以吸合繼電器滑片，使得兩個開關處于斷開狀態。這樣，逆變器模塊14輸出的交流伺服驅動信號則輸出形成能夠驅動交流伺服馬達9旋轉的電流信號。同樣，當剎車信號為交流伺服驅動器1關閉命令時，啟動命令輸入單元16生成一個動態剎車單元關閉的啟動信號。這時，動態剎車單元15中的線圈沒有電流流過，從而釋放繼電器滑片使其彈回，使得兩個開關閉合。這樣，逆變器模塊14的U、V、W相輸出電路與動態剎車單元15短路在一起，從而達到讓伺服馬達9停止旋轉的剎車目的。以上簡單描述了交流伺服驅動器的工作原理。由于本專利技術針對于交流伺服驅動器中的動態剎車單元的改進，因此，為了避免混淆本專利技術的專利技術點，將省略對電源11、整流器12、濾波電容13、逆變器模塊14、啟動命令輸入單元16、以及伺服馬達9的詳細描述。這些單元的工作原理也是本領域所公知的。在如圖1所示的根據現有技術的交流伺服驅動器1中，如果動態剎車電路的啟動命令(即，啟動命令輸入單元16生成的啟動信號)不斷地在變化，將導致動態剎車單元15中的開關開閉動作連續而頻繁地變化，這就會使得動態剎車單元15和逆變器模塊14的U、V、W相輸出間形成一定尖峰電流和產生高壓，從使得交流伺服驅動器1容易產生過電流或者過電壓的錯誤報警，影響了交流伺服驅動器1使用的平穩性。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種交流伺服驅動器，用于解決現有技術中交流伺服驅動器在動態剎車時由于動態剎車電路的啟動命令不斷變化從而使得電磁繼電器連續而頻繁地開閉而產生的電磁噪音和剩余能量的問題，提高了交流伺服驅動器使用時的平穩性。根據本專利技術的一個方面，提供了一種用于驅動伺服馬達的交流伺服驅動器，包括：電源輸入單元，用于輸出直流電源；逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅動信號至所述伺服馬達；啟動命令輸入單元，用于根據剎車信號而生成啟動信號；以及動態剎車單元，接收所述啟動信號，其中當所述啟動信號為伺服關閉信號時，所述動態剎車單元將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號短接到基準電位。根據本專利技術的另一方面，提供了一種用于交流伺服驅動器驅動伺服馬達的方法，所述交流伺服驅動器包括電源輸入單元、逆變器模塊、啟動命令輸入單元以及動態剎車單元，所述方法包括步驟：由所述電源輸入單元輸出直流電源；所述逆變器模塊接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅動信號至所述伺服馬達；所述啟動命令輸入單元根據剎車信號而生成啟動信號；以及所述動態剎車單元接收所述啟動信號，并且當所述啟動信號為伺服關閉信號時，將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號短接到基準電位。通過本專利技術的上述交流伺服驅動器及其相關方法，克服了當前交流伺服驅動器連續而頻繁地控制伺服馬達停止時交流伺服驅動器產生的過電壓或者過電流現象，同時解決了所述交流伺服驅動器的動態剎車單元在開閉過程中產生的電磁噪音的問題，提高了伺服驅動器運行時的平穩性。附圖說明結合附圖，從下面對實施例的描述中，本專利技術的這些和/或其他方面、特征和優點將變得清楚和更加容易理解，其中：圖1是示出根據現有技術的交流伺服驅動器的結構圖。圖2是示出根據本專利技術第一實施例的交流伺服驅動器的結構圖。圖3是對應圖1所示的根據現有技術的交流伺服驅動器1的簡化框圖。圖4是對應圖2所示的根據本專利技術第一實施例的交流伺服驅動器2的簡化框圖。圖5是示出圖1所示的根據現有技術的交流伺服驅動器1的動態剎車單元15連續而頻繁地動作時交流伺服驅動器1出現了過電壓或者過電流的報警時測試的波形圖。圖6是示出圖2所示的根據本方面第一實施例的交流伺服驅動器2的動態剎車單元25連續而頻繁地動作時伺服信號關閉時測試的波形圖。圖7是示出根據本專利技術第二實施例的交流伺服驅動器的結構圖。圖8是示出根據本專利技術第三實施例的交流伺服驅動器的結構圖。具體實施方式現在將參考本專利技術的示例性實施例進行詳細的描述，在附圖中圖解說明了所述實施例的示例，其中相同的參考數字始終指示相同的元件。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來具體化，并且不應當被解釋為限定于此處所闡述的實施例。相反，提供這些實施例以使得該公開徹底和完整，并且全面地向本領域的技術人員傳遞本專利技術的概念。下面通過參考附圖來描述示例性實施例，以解釋本專利技術。(第一實施例)圖2是示出根據本專利技術第一實施例的交流伺服驅動器的結構圖。如圖2中所示，根據本專利技術第一實施例的交流伺服驅動器2所包括的與現有技術交流伺服驅動器1中相同的部件用相同標號標注，并且不再贅述。本實施例中用動態剎車單元25取代現有技術交流伺服驅動器1的動態剎車單元15。在動態剎車單元25中，由三個開關A、B、C和一個線圈K組成了新型的三刀雙擲繼電器。具體地，線圈K的兩端k1和k2與動態剎車單元15中同樣地連接至啟動命令輸入單元16，開關A、B、C的每個均包括一個動觸點(a1、b1、c1)、一個常開觸點(a2、b2、c2)和一個常閉觸點(a3、b3、c3)。常開觸點在常態不通電的狀況下處于斷開狀態；常閉觸點在常態不通電的狀況下處于閉合狀態；動觸點也俗稱為繼電器滑片，當繼電器在動作時動觸點隨著繼電器線圈(K)發出的電磁吸力而往返動作，分別實現與常開和常閉觸點的接觸。線圈與開關的工作原理與現有技術中使用的雙刀雙擲繼電器類似。然而，此新型的三刀雙擲繼電器(動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于驅動伺服馬達的交流伺服驅動器，包括：電源輸入單元，用于輸出直流電源；逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅動信號至所述伺服馬達；啟動命令輸入單元，用于根據剎車信號而生成啟動信號；以及動態剎車單元，接收所述啟動信號，其中當所述啟動信號為伺服關閉信號時，所述動態剎車單元將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號短接到基準電位。

【技術特征摘要】
1.一種用于驅動伺服馬達的交流伺服驅動器，包括：電源輸入單元，用于輸出直流電源；逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅動信號至所述伺服馬達；啟動命令輸入單元，用于根據剎車信號而生成啟動信號；以及動態剎車單元，接收所述啟動信號，其中當所述啟動信號為伺服關閉信號時，所述動態剎車單元將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號短接到基準電位，并且其中，所述動態剎車單元包括兩個雙刀雙擲繼電器，所述兩個雙刀雙擲繼電器各自包括一個線圈和兩個開關，并且其中所述開關各自具有動觸點、常開觸點和常閉觸點，并且，所述動觸點連接至所述基準電位，所述兩個雙刀雙擲繼電器之一的兩個開關的常閉觸點分別連接至所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號中的兩相驅動信號，而所述兩個雙刀雙擲繼電器中的另一個的兩個開關的常閉觸點分別連接至所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅動信號中另一相驅動信號、以及所述兩相驅動信號中的任一相驅動信號，而所述常開觸點空接，并且當所述啟動信號為所述伺服接通信號時，所述線圈有電流流過使得所述動觸點與所述常開觸點接通，而當所述啟動信號為所述伺服關閉信號時，所述線圈無電流流過使得所述動觸點與所述常閉觸點接通。2.如權利要求1所述的交流伺服驅動器，其中，在所述基準電位之前串聯大功率電阻。3.如權利要求1所述的交流伺服驅動器，其中，所述基準電位為電路板上的基準電位。4.如權利要求3所述的交流伺服驅動器，其中，所述基準電位為所述逆變器模塊的基準電位。5.如權利要求4所述的交流伺服驅動器，其中，所述基準電位為所述逆變器模塊的N端子。6.如權利要求1所述的交流伺服驅動器，其中，所述基準電位為地電位。7.如權利要求1所述的交流伺服驅動器，其中，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：康燕，葉尹，謝濱，
申請(專利權)人：珠海松下馬達有限公司，
類型：發明
國別省市：