[實用新型]一種伺服驅動器能耗制動輔助裝置

有效

• 申請號: 201420043270.6
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203691296U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉纘閣
• 申請（專利權）人: 武漢邁信電氣技術有限公司
• 主分類號: H02P3/12
• 分類號: H02P3/12;H02J15/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本實用新型涉及一種伺服驅動器能耗制動輔助裝置，該裝置可以吸收伺服驅動器剎車時產生的一部分回饋能量，從而降低制動電阻上的熱損耗，并且該裝置吸收的能量用來驅動風扇以增加伺服驅動器的散熱能力，從而大大降低了伺服驅動器的溫度，提高了伺服驅動器穩定性。。

背景技術

伺服驅動器在剎車過程中馬達回饋的能量會使母線電壓升高母線電壓升高的幅值△U=(2×△W/C)^∧0.5，其中△W為回饋的能量，C為并聯在母線上電容的容值。此時如不加入能耗制動單元吸收這個回饋的能量，母線電壓升的過高就會擊穿母線上的電容C和功率器件IPM，對伺服驅動器產生不可恢復的損害。因此需要將馬達回饋的能量用其他方式消耗掉，目前常用的方式為能耗制動。當制動過程發生時，由于伺服馬達能量回饋導致母線電壓升高，當其達到某個設定的高閥值時控制IGBT導通，接入制動電阻R吸收回饋能量，降低母線電壓。當母線電壓降低到設定的低閥值時，制動單元控制IGBT關斷，斷開制動電阻R，此時母線電壓又將升高，如此反復使母線電壓穩定在設定范圍內。

傳統的能耗制動單元實現起來比較簡單，但是也存在一個問題，即所有的制動能量都由制動電阻吸收轉化為熱能，這部分能量被白白浪費掉了，并且制動電阻產生的熱量會使伺服驅動器的溫度過高，從而影響伺服驅動器的功率輸出能力，尤其當驅動器工作在啟停比較頻繁的工況時，制動電阻會因吸收能量過大而造成溫度過高，甚至會導致伺服驅動器過熱損壞。

目前，解決此類問題的辦法有兩種，一種是在伺服驅動器上增加風扇以助散熱，另一種辦法是外接制動電阻，但前者所有的制動能量仍然消耗在制動電阻上，僅僅是增加了散熱措施；后者采用的是熱源與散熱器分離的方法，但這兩種方法都沒有解決根本問題。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種伺服驅動器制動輔助裝置，該裝置由風扇、處理電路等組成，其工作原理為：當直流母線電壓過高超過驅動器的設置的高閥值時，制動管Q1導通，此時，直流母線不僅通過第一電阻R1放電，而且還通過第二二極管D2、第二電阻R2給電容E1充電，其中R1為制動電阻。

本實用新型的技術方案是：一種伺服驅動器能耗制動輔助裝置，包括：處理電路和風扇，其中處理電路包括第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管和儲能電容；該處理電路與伺服驅動器的直流母線電性連接，用于回收伺服驅動器剎車時產生的能量，并將能量存儲在所述儲能電容中；儲能電容與風扇電性連接，用于將能量提供給所述風扇。

進一步的，處理電路中的第一電阻與第一二極管并聯連接、與由第二電阻、第二二極管和儲能元件構成的串聯電路并聯連接，儲能電容與風扇并聯連接。

進一步的，風扇被安裝在散熱器中，風扇的運動帶走伺服驅動器剎車時第一電阻R1產生的熱量，降低驅動器的溫度。

進一步的，上述第一電阻R1的阻值大于第二電阻R2的阻值，只有這樣，當制動管Q1打開時，直流母線將首先為儲能電容E1充電，隨著儲能電容E1電壓的升高，直流母線才通過第一電阻R1放電。

本實用新型的有益效果：

伺服馬達剎車產生的能量除了一部分被第一電阻R1消耗掉外，還有一部分能量被儲能電容E1吸收。儲能電容E1上的能量將被風扇以動能的方式消耗掉，這樣不僅減少了熱損耗，而且風扇還有助于驅動器的散熱，降低了驅動器的溫度，提高了伺服驅動器的可靠性和穩定性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的伺服驅動器能耗制動輔助裝置的原理示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

圖1示出了一種伺服驅動器能耗制動輔助裝置，包括：處理電路和風扇，其中處理電路包括第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管和儲能電容；該處理電路與伺服驅動器電性連接，用于回收伺服驅動器產生的能量，并將能量存儲在所述儲能電容中；儲能電容與風扇電性連接，用于將能量提供給所述風扇。其中，風扇被安裝在散熱器中，風扇的運動帶走伺服驅動器剎車時第一電阻R1產生的熱量，降低驅動器的溫度。

參見圖1所示，處理電路中的第一電阻與第一二極管并聯連接、與由第二電阻、第二二極管和儲能元件構成的串聯電路并聯連接，儲能電容與風扇并聯連接。