[發(fā)明專利]一種電機反電勢能量回饋及泄放的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811518254.7
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN111313801A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 張圓圓;周復
• 申請（專利權）人: 上海安浦鳴志自動化設備有限公司
• 主分類號: H02P29/02
• 分類號: H02P29/02;H02P29/032;H02P29/024
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發(fā)明涉及一種電機反電勢能量回饋及泄放的系統(tǒng)，包括依次連接的供電電源、直流驅動器電路和電機，所述的直流驅動器電路包括電壓控制單元、母線電流檢測單元、比較判定單元、能量泄放單元和功率逆變單元，所述的電壓控制單元分別與母線電流檢測單元、比較判定單元和能量泄放單元連接，所述的母線電流檢測單元分別與供電電源、比較判定單元和功率逆變單元連接，所述的能量泄放單元和功率逆變單元連接，所述的功率逆變單元與電機連接。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明既能對能量進行有效泄放，防止母線電壓過高，也能讓部分能量回饋到電池系統(tǒng)，合理再利用等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及動力系統(tǒng)，尤其是涉及一種電機反電勢能量回饋及泄放的系統(tǒng)。

背景技術

隨著AGV和RGV小車在倉儲物流行業(yè)中的迅猛發(fā)展，電池與直流驅動器系統(tǒng)組成的動力系統(tǒng)使用日漸普遍。直流驅動器系統(tǒng)在小車行駛過程中的高加減速運動帶來的反電勢能量，如果不加以有效處理，會產生一系列棘手的問題：

(1).反電勢能量不加以泄放，僅靠電池自身回饋吸收的情況。在大電流回灌電池系統(tǒng)時，動力電池的內部管理系統(tǒng)會有保護措施抑制大電流的涌入。這樣會導致電池和驅動器母線電壓瞬間增高，可能導致系統(tǒng)過壓報警，不能正常運行。更為嚴重的情況，會致使驅動器元器件耐壓不夠，損壞擊穿。

(2).反電勢能量完全泄放吸收的情況。它忽視了電池系統(tǒng)本身也可以對小電流進行能量回饋吸收利用。如果能量全都以耗散電阻發(fā)熱的形式泄放掉，一方面會加重環(huán)境溫度的升高，對系統(tǒng)可靠運行不利，另一方面對動力電池的續(xù)航時間也會有負面影響。

針對上述情況，目前主要有以下幾種措施來泄放反電勢能量，降低系統(tǒng)運行的風險：

第一種反電勢能量泄放的方法，是利用功率二極管的反向截止特性，將產生的反電勢能量先封閉在電路中的儲能元件中(比如大電解電容)，然后利用二極管前后側的電壓差值作為觸發(fā)條件，當后端比前端電壓高出設定的固定值時，就打開泄放回路進行能量釋放。在電池應用系統(tǒng)中，采用該方法的缺點是由于有二極管的存在，反電勢能量完全不能回到電池系統(tǒng)中，全部被耗散電阻發(fā)熱掉。而直流驅動器正常運行時，也會在該二極管上產生損耗和溫升。

下面技術檢索出的常用方法即為上述描述的方式：

(i)范佳堃，孟海江等提出的“一種大磁矩磁力矩器能量泄放控制電路”(CN103107718B)，實施原理詳見其說明書和附圖，由于母線二極管D5的串接，能量不能回到VCC。

(ii)關宏星提出的“一種電機及電機保護方法”(CN106549362A)，實施原理詳見其說明書及附圖，由于母線上二極管D1的串接，能量不能回到VCC。

第二種常用的方法是，通過硬件電路或者固件程序設置固定的母線電壓觸發(fā)點。當檢測到母線電壓高于設定值時，就打開泄放回路動作；當母線電壓低于設定值時就關閉泄放回路。該方法在交流伺服驅動器上經常使用。但在常規(guī)的12-70VDC電壓范圍內，難以設置一個固定統(tǒng)一的泄放點來滿足不同客戶不同電池電壓的應用情況。

下面技術檢索出的常用方法即為上述描述的方式：

(i)王獻偉，徐東桂等提出的“具有智能泄放功能的交流伺服驅動器”(CN205017242U)，泄放實施原理詳見其說明書及附圖，其采用母線采樣電壓與基準電壓比較，由比較器結果來決定是否觸發(fā)泄放回路。

(ii)段天富等提出的“一種具有母線泄放回路檢測功能的伺服驅動器”(CN105978443B)，實施原理詳見其說明書及附圖，其采用母線電壓檢測值與固件程序設定基準值比較，其處理器判定結果決定泄放回路是否動作。

(iii)劉友輝，周全兵提出的“一種剎車制動過壓泄放保護裝置及電子調速器”(CN206947942U)，泄放實施原理詳見其說明書及附圖，其采用母線采樣電壓與基準電壓比較，其結果決定是否觸發(fā)泄放回路。該電池系統(tǒng)的應用，參與比較的基準電壓難以適應12-70VDC范圍內不同電池電壓的應用場景。