[發(fā)明專利]一種永磁電機(jī)緊急制動(dòng)控制方法、系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010117680.0
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111327236B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐建軍;徐忠利;華純
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 超同步股份有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/24
• 分類號(hào): H02P6/24;H02P3/22;H02P29/02;H02P29/024;H02P23/20;H02P25/024;H02P27/06
• 代理公司: 北京瀚仁知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫(kù);屠曉旭

本發(fā)明公開(kāi)了一種永磁電機(jī)緊急制動(dòng)控制方法、系統(tǒng)及裝置,其中，該方法包括：當(dāng)出現(xiàn)伺服故障時(shí)，改變絕緣柵雙極型晶體管IGBT的上下橋壁開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使得所述永磁同步電機(jī)PMSM的三相繞組短路以產(chǎn)生力矩阻礙繞組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；檢測(cè)接入的永磁同步電機(jī)PMSM的繞組電流，以確定所述繞組電流是否超過(guò)限定的閾值；如果超過(guò)限定的閾值，則改變絕緣柵雙極型晶體管IGBT的上下橋壁開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使得所述永磁同步電機(jī)PMSM形成三相繞組短路狀態(tài)而安全快速地制動(dòng)。本發(fā)明依靠已有伺服的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)快速制動(dòng)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制動(dòng)安全迅速，可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書(shū)屬于永磁電機(jī)伺服技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁電機(jī)緊急制動(dòng)控制方法、系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)伺服故障時(shí)，對(duì)電機(jī)緊急制動(dòng)通常采用配重單元以及外部繼電器進(jìn)行閉鎖從而完成制動(dòng)。由于繼電器的使用需要一定時(shí)間才能鎖住，速度較慢，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床上垂直軸的一定量的下落，造成工件和刀具的損耗，因而數(shù)控機(jī)床上在對(duì)伺服故障進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)候，會(huì)增加配重單元防止垂直軸掉落。因而，目前的電機(jī)的閉鎖或者說(shuō)制動(dòng)速度慢，并且增加額外的配重單元導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜度和成本偏高。由此，需要一種無(wú)需額外增加配重單元即結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更易實(shí)現(xiàn)、制動(dòng)時(shí)間短、且安全可靠的永磁電機(jī)緊急制動(dòng)的控制方案，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)控機(jī)床永磁同步電機(jī)出現(xiàn)伺服故障時(shí)，使用配重單元以及外部繼電器等邏輯器件，導(dǎo)致制動(dòng)速度慢、數(shù)控機(jī)床上垂直軸的一定量的下落而增加額外結(jié)構(gòu)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種永磁電機(jī)緊急制動(dòng)控制方法、系統(tǒng)及裝置,至少部分地解決如何通過(guò)伺服系統(tǒng)本身實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的緊急制動(dòng)的技術(shù)問(wèn)題，從而，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)伺服故障時(shí)無(wú)需額外增加設(shè)備復(fù)雜度、快速制動(dòng)、同時(shí)保護(hù)工件和刀具等。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種永磁電機(jī)緊急制動(dòng)控制方法，包括：當(dāng)出現(xiàn)伺服故障時(shí)，改變絕緣柵雙極型晶體管IGBT的上下橋壁開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使得所述永磁同步電機(jī)PMSM的三相繞組短路以產(chǎn)生力矩阻礙繞組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；檢測(cè)接入的永磁同步電機(jī)PMSM的繞組電流，以確定所述繞組電流是否超過(guò)限定的閾值；如果超過(guò)限定的閾值，則改變絕緣柵雙極型晶體管IGBT的上下橋壁開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使得所述永磁同步電機(jī)PMSM形成三相繞組短路狀態(tài)而安全快速地制動(dòng)。

其中，“當(dāng)出現(xiàn)伺服故障時(shí)，改變絕緣柵雙極型晶體管IGBT的上下橋壁開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使得所述永磁同步電機(jī)PMSM的三相繞組短路以產(chǎn)生力矩阻礙繞組轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)”，具體包括：當(dāng)出現(xiàn)伺服故障時(shí)，先判斷電機(jī)類型是否為同步電機(jī)；如果判斷為是，則將IGBT模塊的IGBT開(kāi)關(guān)單元的上橋壁全部設(shè)置為高阻態(tài)而將所述 IGBT開(kāi)關(guān)單元的下橋壁全部設(shè)置為打開(kāi)狀態(tài)；所述永磁同步電機(jī)PMSM的三相繞組形成短路而產(chǎn)生力矩阻礙繞組實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，并產(chǎn)生繞組電流；其中，所述伺服故障包括所述永磁同步電機(jī)PMSM引起的故障、或者伺服系統(tǒng)自身引起的故障。

其中，“檢測(cè)接入的永磁同步電機(jī)PMSM的繞組電流，以確定所述繞組電流是否超過(guò)限定的閾值”，具體包括：所述伺服系統(tǒng)中的霍爾元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC采集接入的所述永磁同步電機(jī)PMSM產(chǎn)生的繞組電流；所述限定的閾值包括伺服系統(tǒng)中的IGBT模塊所能承受的最大電流值；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC根據(jù)其看門狗配置，確定采集的所述繞組電流是否增大到超過(guò)了所述的IGBT模塊所能承受的最大電流值。

其中，“如果超過(guò)限定的閾值，則改變絕緣柵雙極型晶體管IGBT的上下橋壁開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使得所述永磁同步電機(jī)PMSM形成三相繞組短路狀態(tài)而安全快速地制動(dòng)”，具體包括：如果超過(guò)限制的閾值，則在確定所述下橋壁全部設(shè)置為打開(kāi)狀態(tài)已經(jīng)持續(xù)了一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間后，將所述下橋壁全部設(shè)置為高阻態(tài)，以保護(hù)功率器件；所述預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間根據(jù)所述電機(jī)抱閘關(guān)閉的制動(dòng)的完成時(shí)間參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，且所述預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間大于所述制動(dòng)的完成時(shí)間；所述高阻態(tài)包括斷開(kāi)狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。