[發明專利]一種電機控制系統的制動裝置及方法

在審

• 申請號: 201911394051.6
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN110971148A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 包曉軍;劉遠曦;李琳;王育才;劉會濤;劉素玲;劉航;呂剛立
• 申請（專利權）人: 珠海納睿達科技有限公司
• 主分類號: H02P3/06
• 分類號: H02P3/06;H02P3/00;H02P3/26;H02P3/22
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 伍志健

本發明公開了一種電機控制系統的制動裝置及方法，包括：控制器；剎車開關，和所述控制器連接；運行單元，包括驅動器、可控電阻組、電機和制動器，所述驅動器的輸入端和所述控制器連接，所述剎車開關和所述制動器連接，所述可控電阻包括第一開關和第一級制動電阻，所述第一開關的使能端和所述控制器連接，所述電機通過所述第一開關分別和第一級制動電阻和所述驅動器連接；其中，所述運行單元至少有兩個。通過電阻和開關這樣的高可靠性低成本的元器件，實現整機設備的被動安全和主動恢復，相對傳統的剎車制動系統，不需增加體積就可以實現了成本和可靠性的最優化，實現惡劣工作場合的安全性設計方案。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，特別涉及一種電機控制系統的制動裝置及方法。

背景技術

大動能容量的電機動力設備制動系統設計，需實現整機設備在最惡劣環境下的安全動作，如系統重載輸出下，突然斷電后，還存在負載持續做功的情況。又或在多電機控制系統中，部分電機故障時需要具備冗余功能，系統制動及通電恢復。電機冗余技術，可實現故障冗余運行，電氣消隙，負載均衡等多種工作模式。故對比單電機驅動方案，雙電機技術正在被越來越多的系統所選擇。雙電機或多電機系統，往往用于驅動重型負載，設備一般情況下都具有較大的質量或者轉動慣量；能量角度考慮，運動系統裝置可視為一個能量池，而系統控制方案設計的根本是：控制電氣系統輸出電能，使系統運動而轉化為機械能；又通過控制制動系統，消耗機械能，使系統減速。在伺服電機動力方案中，系統制動技術方式包括：再生制動，將機械能轉化為電能反饋給電網或設備本身的電能儲存單元，如專利公告號：CN106451713B名稱為“電機制動能量回收系統”的文件；獨立機械制動裝置，通過剎車裝置制動主軸，將機械能通過摩擦轉變為熱能；外置制動電阻，將機械能轉化為電能在轉化為熱能，如專利公告號CN109743000A名稱為“伺服電機制動電路，伺服電機制動系統及制動方法”的專利。

再生制動方案，其缺陷在于當設備本身的儲能容量到達極限，而電網又因故障斷開后，再生制動系統失效；進一步地，當持續的負載外力做功，運動裝置動能累積超過整機設計限值時，設備存在極大安全風險，發生如故障的風電機在臺風負載下解體的情況。機械制動裝置，伺服電機一般都有內置保持剎車裝置，但其無法應用于大容量剎車需求場合；而單獨進行系統匹配設計的獨立剎車裝置，則導致系統體積變大，成本提高。外置制動電阻方案，在多電機系統發生單一電機故障時，其制動系統默認動作，其余正常電機也無法運轉；而當系統存在不間斷外力負載時，制動電阻長時間工作，其發熱量往往需要考慮散熱裝置的設計；一旦制動系統過熱失效，設備存在極大安全風險。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種電機控制系統的制動裝置，能夠在不增加系統體積和成本的前提下實現電機制動。

本發明還提出一種基于上述制動裝置的電機控制系統的制動方法。

根據本發明第一方面實施例的一種電機控制系統的制動裝置，包括：控制器；剎車開關，和所述控制器連接；運行單元，包括驅動器、可控電阻組、電機和制動器，所述驅動器的輸入端和所述控制器連接，所述剎車開關和所述制動器連接，所述可控電阻包括第一開關和第一級制動電阻，所述第一開關的使能端和所述控制器連接，所述電機通過所述第一開關分別和第一級制動電阻和所述驅動器連接；其中，所述運行單元至少有兩個。

根據本發明第一方面實施例的一種電機控制系統的制動裝置，至少具有如下有益效果：當整機異常斷電后，第一開關電氣默認將第一級制動電阻接入電機，使電機拖動整機，整機進入被動減速狀態，當整機通電異常恢復后，控制器控制剎車開關使能制動器，實現整機被動減速和主動復位。通過電阻和開關這樣的高可靠性低成本的元器件，實現整機設備的被動安全和主動恢復，相對傳統的剎車制動系統，不需增加體積就可以實現了成本和可靠性的最優化，實現惡劣工作場合的安全性設計方案。

根據本發明的一些實施例，所述可控電阻組還包括第二開關和第二級制動電阻，所述第二開關的使能端和所述控制器連接，所述第二級制動電阻通過所述第二開關和所述第一級制動電阻連接。