[發明專利]一種電容充放電電路及機電伺服系統

有效

• 申請號: 202110758472.3
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113471949B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 孟令輝;華仕容;李莎莎;孫恒博;劉華峰
• 申請（專利權）人: 四川航天烽火伺服控制技術有限公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02P3/06;H02P3/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

本發明公開了一種電容充放電電路及機電伺服系統。當機電伺服系統啟動時，預充電電路從直流電源中獲取電能為支撐電容預充電，以避免直流電源兩端電壓直接加在支撐電容上，從而減小了系統啟動時的沖擊電流，提高了整個系統的可靠性及使用壽命；在支撐電容預充電完成后，放電開關電路將支撐電容接入直流母線上，以保證支撐電容在系統正常工作時能夠起到支撐直流母線電壓的作用；在系統長時制動時，放電開關電路將支撐電容接入直流母線上，制動電路可消耗掉系統的制動能量及支撐電容上的能量；在系統短時制動時，放電開關電路斷開支撐電容與直流母線的連接，制動電路只消耗掉系統的制動能量，使支撐電容上的能量基本不損失，從而保證系統的快速性。

技術領域

本發明涉及機電伺服系統領域，特別是涉及一種電容充放電電路及機電伺服系統。

背景技術

目前，由直流電源(如電池)直接供電的機電伺服系統得到較好的發展。請參照圖1，圖1為現有技術中的一種由直流電源直接供電的機電伺服系統的結構示意圖。圖1中，在伺服系統處于工作狀態時，支撐電容用于支撐為伺服系統供電的直流母線的電壓；在伺服系統處于制動狀態時，開啟制動電路，伺服系統反饋的能量和支撐電容上的能量均通過制動電路消耗。

但是，當直流電源開始為伺服系統供電使系統啟動時，直流電源兩端電壓將會直接加在支撐電容上，導致出現較大的電流沖擊，嚴重時將會損壞制動電路及直流電源的部件，使得伺服系統無法正常啟動，從而降低了整個系統的使用壽命。而且，伺服系統無論是處于長時制動還是短時制動，均會將支撐電容上的能量通過制動電路消耗，但伺服系統短時制動時會很快回到工作狀態，此時支撐電容因消耗掉部分能量需重新充電，從而影響伺服系統的快速性。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是本領域的技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種電容充放電電路及機電伺服系統，減小了系統啟動時的沖擊電流，提高了整個系統的可靠性及使用壽命；保證支撐電容在系統正常工作時能夠起到支撐直流母線電壓的作用；在系統長時制動時，制動電路可消耗掉系統制動時反饋的能量及支撐電容上的能量；在系統短時制動時，制動電路只消耗掉系統制動時反饋的能量，從而保證機電伺服系統的快速性。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種電容充放電電路，應用于由直流電源供電且包含支撐電容的機電伺服系統，包括：

第一端與所述直流電源的正端連接、第二端與所述支撐電容的第一端連接的預充電電路，用于當所述機電伺服系統啟動時，從所述直流電源中獲取電能為所述支撐電容預充電；其中，所述支撐電容的第二端接入所述直流電源的負端；

與所述預充電電路并聯的放電開關電路，用于在所述支撐電容預充電完成后或在所述機電伺服系統的制動時間不小于預設時間閾值時，導通自身所在支路；在所述制動時間小于所述預設時間閾值時，斷開自身所在支路；

第一端與所述直流電源的正端連接、第二端與所述直流電源的電源負端連接的制動電路，用于在所述機電伺服系統處于制動時進入工作狀態，以消耗掉所述機電伺服系統制動時反饋的能量或所述支撐電容上的能量。

優選地，所述制動電路包括第一防反灌電路、制動電阻及制動開關電路；其中：

所述第一防反灌電路的第一端作為所述制動電路的第一端，所述第一防反灌電路的第二端與所述制動電阻的第一端連接，所述制動電阻的第二端與所述制動開關電路的第一端連接，所述制動開關電路的第二端作為所述制動電路的第二端；其中，所述第一防反灌電路只允許電流從自身的第一端流向第二端；

所述制動開關電路用于在所述機電伺服系統處于制動時，導通自身所在支路；在所述機電伺服系統處于非制動時，斷開自身所在支路。

優選地，所述預充電電路包括所述第一防反灌電路、所述制動電阻及第二防反灌電路；其中：