一种交流伺服系统制动单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及伺服系统制动技术领域，特别是涉及一种交流伺服系统制动单
J L.ο
【背景技术】
[0002]目前市场上交流伺服系统的制动单元都是以使用制动电阻为主要方案来进行伺服系统的能耗制动。
[0003]能耗制动的过程如下:A、当电机在外力作用下减速、反转时(包括被拖动)，电机即以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；B、当直流电压到达制动单元开的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；C、制动电阻消耗电能为热能，电机的转速降低，母线电压也降低；D、母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过；E、采样母线电压值，制动单元重复ON/OFF过程，平衡母线电压，使系统正常运行。
[0004]由于采用制动电阻只能是实现能量的施放，制动时的反电动势会对母线造成冲击，严重影响伺服系统的稳定性。而且施放的能量由电能转化成为热能，制动电阻会发热，发热严重的温度达到几百摄氏度，严重影响系统的安全性，也造成了严重的能源浪费。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种交流伺服系统制动单元，能够有效缓解电机制动时反电动势对母线的冲击。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种交流伺服系统制动单元，包括控制板，所述控制板设有正向输入端和负向输入端，所述正向输入端通过电阻与外部的正向端子相连，所述负向输入端与外部的负向端子相连，所述控制板还连接有高压直流接触器，所述正向输入端和负向输入端之间连接有铝电解电容模组；所述高压直流接触器的第三管脚与所述正向输入端相连，第四管脚与外部的正向端子相连。
[0007]所述铝电解电容模组包括四个铝电解电容，所述四个铝电解电容两两并联再相互串联。
[0008]所述铝电解电容的规格为470V 1000yFo
[0009]所述铝电解电容使用温度范围:_40°C?+105°C，静电容量偏差-20?+20%，损耗角正切0.15以下。
[0010]所述铝电解电容的浪涌电压为500V.DC，漏电流5.0mA以下，额定纹波电流23.6A以下。
[0011]有益效果
[0012]由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本实用新型采用电容来代替电阻，电容可以把制动时需要施放的电能储存起来，并在系统下一次运行时，把储存的电能释放出来供系统运行，有效的缓解了电机制动时反电动势对母线的冲击，并且没有了制动电阻发热的问题，大大提高了伺服系统的安全性和稳定性，也具有降低能耗的环保价值。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的连接示意图；
[0014]图2是现有技术的交流伺服驱动器的直流母线电压波形图；
[0015]图3是本实用新型的交流伺服驱动器的直流母线电压波形图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0017]本实用新型的实施方式涉及一种交流伺服系统制动单元，如图1所示，包括控制板，所述控制板设有正向输入端和负向输入端，所述正向输入端通过电阻与外部的正向端子相连，所述负向输入端与外部的负向端子相连，所述控制板还连接有高压直流接触器，所述正向输入端和负向输入端之间连接有铝电解电容模组；所述高压直流接触器的第三管脚与所述正向输入端相连，第四管脚与外部的正向端子相连。
[0018]本实用新型的产品规格为10000uF/537Vdc 47.3Aeff，可以储存的能量约为为1458焦耳。本实用新型需要和交流伺服驱动器或者变频器配合使用，连接时只需将交流伺服制动单元外部的DC+端子和DC-端子接到交流伺服驱动器或者变频器的直流母线上即可，交流伺服制动单元的CNl端子与交流伺服驱动器或者变频器的数字输出信号和+24V电源相连，用来控制交流伺服制动单元的高压直流接触器(LSI)和继电器(LS2)。
[0019]所述铝电解电容模组包括四个铝电解电容，四个个铝电解电容器两两并联再串联，如图1所示，规格为450V lOOOOuF，使用温度范围:-40°C?+105°C，静电容量偏差-20 ?+20% (120Hz, 20°C )，损耗角正切 0.15 以下(120Hz, 20°C )，浪涌电压 500V.DC，漏电流 5.0mA 以下(450VD.C.，5min, 20°C )，额定纹波电流 23.6A 以下(120Hz, 105°C )。铝电解电容器的作用是储存交流伺服驱动器或者变频器控制电机制动时产生的反电动势，在电机运行时释放出来供电。
[0020]CNl端子是利用交流伺服驱动或者变频器的逻辑控制信号主要是控制交流伺服制动单元的充电和放电。由于大电容的超低串联等效电阻(LOW ESR)的特性，在交流伺服驱动器或者变频器交流主电源上电瞬间，会造成母线DCBUS短路，因此需要一个软启动电阻R1+R2来缓冲，当母线电压到达正常值后再用高压直流接触器LSl短路软启动电阻(母线电压的检测和高压接触器的控制信号由交流伺服驱动器通过CNl给出)。
[0021]交流伺服制动单元的红色指示灯(HV-ON)，用以警示交流伺服制动单元DC+，DC-端子间的电压值很高，不能随意触碰，当电压下降到安全电压+36V以下后，红色警示灯自动熄灭。
[0022]交流伺服制动单元的绿色指示灯(WORK)，表明交流伺服制动单元正在充电中，充电完成后绿色指示灯自动熄灭。绿色指示灯集成了一个按钮，当交流伺服驱动器或者变频器交流主电源下电后，由于电容储存的电势较大，需要一定的时间(大概15分钟左右)才能施放至安全电压，具有潜在的安全隐患。该按钮的作用就是控制继电器(LS2)来实现放电电阻R3的快速放电功能，继电器(LS2)的控制信号也可以由交流伺服驱动器通过CNl给出。
[0023]目前市场上的能耗制动单元只能把制动的能量消耗掉，不能加以利用，导致机器运行的效率很低，交流伺服系统制动单元在20吨伺服转塔联体冲床上连续运行I小时，比该机器使用常规制动电阻连续运行I小时，节省用电50%以上，大大提高了机器的能源利用率。
[0024]20吨伺服转塔联体冲床在正常工作十几分钟小时后，常规制动电阻的温度已经高达200多度，放在电气柜中，具有很大的安全隐患。而使用交流伺服系统制动单元，基本没有发热现象，连续工作I小时，制动单元的温度一般在40度左右，提高了系统的安全性。
[0025]20吨伺服转塔联体冲床在正常运行中，使用常规制动电阻时，检测到内部交流伺服驱动器的直流母线电压波形如图2所示，制动时对母线电压的冲击很大，严重影响伺服系统的稳定性。而使用交流伺服系统制动单元时，检测到的直流母线电压波形如图3所示，波形平稳，消除了制动时对母线电压的冲击，很好的保护了系统。
【主权项】
1.一种交流伺服系统制动单元，包括控制板，所述控制板设有正向输入端和负向输入端，所述正向输入端通过电阻与外部的正向端子相连，所述负向输入端与外部的负向端子相连，所述控制板还连接有高压直流接触器，其特征在于，所述正向输入端和负向输入端之间连接有铝电解电容模组；所述高压直流接触器的第三管脚与所述正向输入端相连，第四管脚与外部的正向端子相连。
2.根据权利要求1所述的交流伺服系统制动单元，其特征在于，所述铝电解电容模组包括四个铝电解电容，所述四个铝电解电容两两并联再相互串联。
3.根据权利要求2所述的交流伺服系统制动单元，其特征在于，所述铝电解电容的规格为 470V 10000 μ F。
4.根据权利要求2所述的交流伺服系统制动单元，其特征在于，所述铝电解电容使用温度范围:-40°C?+105°C，静电容量偏差-20?+20%，损耗角正切0.15以下。
5.根据权利要求2所述的交流伺服系统制动单元，其特征在于，所述铝电解电容的浪涌电压为500V.DC，漏电流5.0mA以下，额定纹波电流23.6A以下。
【专利摘要】本实用新型涉及一种交流伺服系统制动单元，包括控制板，所述控制板设有正向输入端和负向输入端，所述正向输入端通过电阻与外部的正向端子相连，所述负向输入端与外部的负向端子相连，所述控制板还连接有高压直流接触器，所述正向输入端和负向输入端之间连接有铝电解电容模组；所述高压直流接触器的第三管脚与所述正向输入端相连，第四管脚与外部的正向端子相连。本实用新型能够有效缓解电机制动时反电动势对母线的冲击。
【IPC分类】H02P3-02
【公开号】CN204392120
【申请号】CN201420851441
【发明人】陈川川, 陈超峰, 邓加凌
【申请人】宁波菲仕运动控制技术有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月29日