专利名称：交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及交流伺服驱动器的主回路硬件。
背景技术：
交流伺服驱动器的主回路通常采用交-直-交变换结构，即先将电网电压由 整流桥整流为直流电源，再由逆变器将直流电源逆变为驱动电机运行的可变频 变压的交流电源。上电前，由于直流电源的储能电容没有电压可近似为短路， 在电网电压突加时刻，可造成对整流桥和储能电容的强烈冲击，极大地降低其 使用寿命。因此，通常在整流桥与直流电源之间串入热敏电阻，用以吸收上电 瞬间的浪涌电流。热敏电阻分为正温度系数和负温度系数两种，热敏电阻的阻 值与温度成正比关系为正温度系数，反之则为负温度系数。而热敏电阻的温度 与电流始终是成正比的，因此正负温度系数的热敏电阻在应用中存在较大不 同。二者都可以在上电后有效吸收浪涌电流，但在常态时，由于正温度系数热 敏电阻随着温度的升高阻值会越来越大，为减小损耗，通常将正温度系数热敏 电阻在上电后短路掉。而负温度系数热敏电阻上电后阻值会越来越低，引起损 耗可忽略， 一般不受控制一直串接在回路中。另外，正温度系数热敏电阻还有 保护功能。当发现错误时，将其重新投入到电路中，可阻止电网电源继续向直 流电源供电，对储能电容和逆变桥起到保护作用。
动态紧急制动是指用电阻消耗电机的旋转能量而进行制动的功能，是一种 电机紧急停止的通用方法，能够有效縮短电机的制动时间。
交流伺服系统上电缓冲和动态紧急制动分别采用两套工作系统进行控制。
发明内容
本发明为解决多个继电器分别在交流伺服系统中控制上电缓冲和动态紧 急制动的问题，而提出了交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置。
本发明的交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置由整流桥、逆变桥、
热敏电阻PTC1、储能电容C1、吸收电路、能耗电阻R1、第一快恢复二极管 Dl至第三快恢复二极管D3和继电器RELAY1组成；整流桥的正输出端连接 热敏电阻PTC1的一端和继电器RELAY1的常开动触点，热敏电阻PTC1的另一端连接储能电容C1的一端、逆变桥的一个输入端、吸收电路的一端和继电 器RELAY1的静触点，继电器RELAY1的常闭动触点连接吸收电路的另一端 和能耗电阻R1的一端，能耗电阻R1的另一端连接第一快恢复二极管D1至第 三快恢复二极管D3的阳极，第一快恢复二极管Dl至第三快恢复二极管D3 的阴极分别连接电机的U相、V相和W相，所述的电机的U相、V相和W 相分别连接逆变桥的三个输出端，逆变桥的另一个输入端连接储能电容C1的 另一端和整流桥的负输出端。
本发明为交流伺服系统上电缓冲装置与动态紧急制动装置的统一设计，二 者通过单一的继电器控制实现上电缓冲、动态紧急制动等保护动作。其中上电 缓冲装置由热敏电阻PTC1和继电器常开动触点C构成的旁通回路；动态紧急 制动装置由能耗电阻Rl、第一快恢复二极管Dl至第三快恢复二极管D3和继 电器常闭触点构成的回路。本发明中的热敏电阻采用正温度系数型，驱动器正 常工作时需将热敏电阻从电路中短路；动态紧急制动装置在系统正常工作时不 起作用，需要将其开路。本发明专利仅用一个继电器即可实现上电缓冲与动态 紧急制动的控制切换，减小了驱动器尺寸，降低了成本；而且，当发生故障时， 能够在硬件设计上进一步保护储能电容与逆变器的安全。
图1为本发明在交流伺服系统上电前及发生故障时的电路示意图；图2 为本发明在交流伺服系统正常工作时的电路示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式由整流 桥l、逆变桥2、热敏电阻PTC1、储能电容C1、吸收电路3、能耗电阻R1、 第一快恢复二极管Dl至第三快恢复二极管D3和继电器RELAY1组成；整流 桥1的正输出端连接热敏电阻PTC1的一端和继电器RELAY1的常开动触点 C，热敏电阻PTC1的另一端连接储能电容C1的一端、逆变桥2的一个输入 端、吸收电路3的一端和继电器RELAY1的静触点A，继电器RELAY1的常 闭动触点B连接吸收电路3的另一端和能耗电阻Rl的一端，能耗电阻Rl的 另一端连接第一快恢复二极管Dl至第三快恢复二极管D3的阳极，第一快恢 复二极管Dl至第三快恢复二极管D3的阴极分别连接电机的U相、V相和W
相，所述的电机的U相、V相和W相分别连接逆变桥2的三个输出端，逆变 桥2的另一个输入端连接储能电容C1的另一端和整流桥1的负输出端。
具体实施方式
二结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体 实施方式一不同点在于热敏电阻PTC1为正温度系数热敏电阻。其它组成和连 接方式与具体实施方式
一相同。
本发明原理
上电瞬间，缓冲电路启动，系统的控制器监视直流母线电压，达到预置范
围后，系统的控制器控制继电器静触点A切换到常开触点C，此时继电器将 热敏电阻PTC1短路，母线电压被充电到正常值，动态紧急制动装置被开路， 系统开始正常工作。
当发生故障时，启动动态紧急制动装置，控制器将继电器的静触点A切 换到常闭动触点B使能动态紧急制动，电机可迅速停机。相比单纯动态紧急 制动装置而言，本发明中，启动动态紧急制动的同时，还将热敏电阻PTC1重 新投入到电路当中，可以进一步保护系统安全。因为即使此时驱动信号错误仍 为电动状态，由于动态紧急制动装置的作用使系统需较大电流为母线充电补充 能源，而由于热敏电阻PTC1的阻挡，截断了电网电源继续向母线储能电容 Cl充电，母线电压将迅速降低，电机停转。而且可以阻止电机被外力高速反 拖；即使被迫反拖，此时直流母线的储能电容C1也不会被迫充电，造成意外。
权利要求
1、交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置，其特征在于它由整流桥(1)、逆变桥(2)、热敏电阻PTC1、储能电容C1、吸收电路(3)、能耗电阻R1、第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3和继电器RELAY1组成；整流桥(1)的正输出端连接热敏电阻PTC1的一端和继电器RELAY1的常开动触点(C)，热敏电阻PTC1的另一端连接储能电容C1的一端、逆变桥(2)的一个输入端、吸收电路(3)的一端和继电器RELAY1的静触点(A)，继电器RELAY1的常闭动触点(B)连接吸收电路(3)的另一端和能耗电阻R1的一端，能耗电阻R1的另一端连接第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3的阳极，第一快恢复二极管D1至第三快恢复二极管D3的阴极分别连接电机的U相、V相和W相，所述的电机的U相、V相和W相分别连接逆变桥(2)的三个输出端，逆变桥(2)的另一个输入端连接储能电容C1的另一端和整流桥(1)的负输出端。
2、 根据权利要求1所述的交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置， 其特征在于热敏电阻PTC1为正温度系数热敏电阻。
全文摘要
交流伺服系统上电缓冲与动态紧急制动装置。本发明涉及交流伺服驱动器的主回路硬件。它解决了多个继电器分别在交流伺服系统中控制上电缓冲和动态紧急制动的问题。它的整流桥正输出端连热敏电阻一端和继电器常开动触点，热敏电阻另一端连储能电容一端、逆变桥一个输入端、吸收电路一端和继电器的静触点，继电器常闭动触点连吸收电路另一端和能耗电阻一端，能耗电阻另一端连第一至第三快恢复二极管阳极，第一至第三快恢复二极管阴极分别连电机的U、V和W相，所述的电机的U、V和W相分别连逆变桥三个输出端，逆变桥另一个输入端连储能电容另一端和整流桥负输出端。本发明减小了驱动器尺寸，降低了成本。
文档编号H02P25/16GK101388642SQ20081006489
公开日2009年3月18日 申请日期2008年7月9日 优先权日2008年7月9日
发明者泳 于, 徐殿国, 明 杨, 贵献国 申请人:哈尔滨工业大学