交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于驅(qū)動伺服馬達的交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法。所述交流伺服驅(qū)動器包括：電源輸入單元，用于輸出直流電源；逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅(qū)動信號至所述伺服馬達；啟動命令輸入單元，用于根據(jù)剎車信號而生成啟動信號；以及動態(tài)剎車單元，接收所述啟動信號，其中當(dāng)所述啟動信號為伺服關(guān)閉信號時，所述動態(tài)剎車單元將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號短接到基準(zhǔn)電位。通過本發(fā)明的交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法，克服了當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器連續(xù)而頻繁地控制伺服馬達停止時交流伺服驅(qū)動器產(chǎn)生的過電壓或者過電流現(xiàn)象，同時解決了所述交流伺服驅(qū)動器的動態(tài)剎車單元在開閉過程中產(chǎn)生的電磁噪音的問題，提高了伺服驅(qū)動器運行時的平穩(wěn)性。
【專利說明】交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法，尤其涉及一種在動態(tài)剎車時能夠消除噪音和快速降低能量的交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]交流伺服驅(qū)動器用于控制交流伺服馬達(也稱為交流伺服電機)的啟動和停止。圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，電源11給交流伺服驅(qū)動器I提供交流電，用于驅(qū)動伺服馬達9。交流伺服驅(qū)動器I包括整流器12、濾波電容13、逆變器模塊14、動態(tài)剎車單元15、以及啟動命令輸入單元16。整流器12與濾波電容13組成整流濾波電路，此濾波電路將從電源11得到的交流電源整流濾波成直流電源并輸出到逆變器模塊14的電源輸入端(一般俗稱為P端子、N端子)。其中，直流電源的正極“ + ”連接逆變器模塊14的P端子，負極連接逆變器模塊14的N端子。伺服馬達(電機)9又稱為執(zhí)行電機，交流伺服驅(qū)動器I的逆變器模塊14在結(jié)合控制電路模塊(圖中未示出)的情況下可以輸出U、V、W三相電形成電磁場，使得伺服馬達9內(nèi)部的永磁鐵轉(zhuǎn)子在這磁場的作用下轉(zhuǎn)動。也就是說，伺服馬達9把接收到的電信號轉(zhuǎn)換成電機軸上的角位移或角速度輸出。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器I在控制交流伺服馬達9旋轉(zhuǎn)或停止時的動態(tài)剎車電路是通過動態(tài)剎車單元15 (其中的電磁繼電器)和啟動命令輸入電路單元16組成的。動態(tài)剎車電路根據(jù)啟動信號輸出的約束條件來控制動態(tài)剎車電路是否開啟來控制交流伺服馬達9的旋轉(zhuǎn)或停止。
[0004]具體地，雖然除了電磁繼電器之外，動態(tài)剎車單元還會包括電阻等一些其它組件，但是，為了簡便起見，圖1中只示出了動態(tài)剎車單元15中的由兩個開關(guān)和一個線圈組成的電磁繼電器而省略了其它組件，因此，在下文中，術(shù)語“動態(tài)剎車單元”實際等同于術(shù)語“電磁繼電器”。當(dāng)剎車信號(例如，其可以來自圖中未示出的上位控制單元)為交流伺服驅(qū)動器I接通命令時，啟動命令輸入單元16生成一個動態(tài)剎車單元打開的啟動信號。這時,動態(tài)剎車電路單元15中的線圈有電流流過以吸合繼電器滑片，使得兩個開關(guān)處于斷開狀態(tài)。這樣，逆變器模塊14輸出的交流伺服驅(qū)動信號則輸出形成能夠驅(qū)動交流伺服馬達9旋轉(zhuǎn)的電流信號。同樣，當(dāng)剎車信號為交流伺服驅(qū)動器I關(guān)閉命令時，啟動命令輸入單元16生成一個動態(tài)剎車單元關(guān)閉的啟動信號。這時，動態(tài)剎車單元15中的線圈沒有電流流過，從而釋放繼電器滑片使其彈回，使得兩個開關(guān)閉合。這樣，逆變器模塊14的U、V、W相輸出電路與動態(tài)剎車單元15短路在一起，從而達到讓伺服馬達9停止旋轉(zhuǎn)的剎車目的。
[0005]以上簡單描述了交流伺服驅(qū)動器的工作原理。由于本發(fā)明針對于交流伺服驅(qū)動器中的動態(tài)剎車單元的改進，因此，為了避免混淆本發(fā)明的發(fā)明點，將省略對電源11、整流器
12、濾波電容13、逆變器模塊14、啟動命令輸入單元16、以及伺服馬達9的詳細描述。這些單元的工作原理也是本領(lǐng)域所公知的。
[0006]在如圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器I中，如果動態(tài)剎車電路的啟動命令(即，啟動命令輸入單元16生成的啟動信號)不斷地在變化,將導(dǎo)致動態(tài)剎車單元15中的開關(guān)開閉動作連續(xù)而頻繁地變化，這就會使得動態(tài)剎車單元15和逆變器模塊14的U、V、W相輸出間形成一定尖峰電流和產(chǎn)生高壓，從使得交流伺服驅(qū)動器I容易產(chǎn)生過電流或者過電壓的錯誤報警，影響了交流伺服驅(qū)動器I使用的平穩(wěn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種交流伺服驅(qū)動器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中交流伺服驅(qū)動器在動態(tài)剎車時由于動態(tài)剎車電路的啟動命令不斷變化從而使得電磁繼電器連續(xù)而頻繁地開閉而產(chǎn)生的電磁噪音和剩余能量的問題，提高了交流伺服驅(qū)動器使用時的平穩(wěn)性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于驅(qū)動伺服馬達的交流伺服驅(qū)動器，包括:電源輸入單元，用于輸出直流電源；逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出u、v、w三相驅(qū)動信號至所述伺服馬達；啟動命令輸入單元，用于根據(jù)剎車信號而生成啟動信號；以及動態(tài)剎車單元，接收所述啟動信號，其中當(dāng)所述啟動信號為伺服關(guān)閉信號時，所述動態(tài)剎車單元將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號短接到基準(zhǔn)電位。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于交流伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服馬達的方法，所述交流伺服驅(qū)動器包括電壓輸入單元、逆變器模塊、啟動命令輸入單元以及動態(tài)剎車單元，所述方法包括步驟:由所述電源輸入單元輸出直流電源；所述逆變器模塊接收所述直流電源并輸出U、v、w三相驅(qū)動信號至所述伺服馬達；所述啟動命令輸入單元根據(jù)剎車信號而生成啟動信號；以及所述動態(tài)剎車單元接收所述啟動信號，并且當(dāng)所述啟動信號為伺服關(guān)閉信號時，將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號短接到基準(zhǔn)電位。
[0010]通過本發(fā)明的上述交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法，克服了當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器連續(xù)而頻繁地控制伺服馬達停止時交流伺服驅(qū)動器產(chǎn)生的過電壓或者過電流現(xiàn)象，同時解決了所述交流伺服驅(qū)動器的動態(tài)剎車單元在開閉過程中產(chǎn)生的電磁噪音的問題，提高了伺服驅(qū)動器運行時的平穩(wěn)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]結(jié)合附圖，從下面對實施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其他方面、特征和優(yōu)點將變得清楚和更加容易理解，其中:
[0012]圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3是對應(yīng)圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器I的簡化框圖。
[0015]圖4是對應(yīng)圖2所示的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2的簡化框圖。
[0016]圖5是示出圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器I的動態(tài)剎車單元15連續(xù)而頻繁地動作時交流伺服驅(qū)動器I出現(xiàn)了過電壓或者過電流的報警時測試的波形圖。
[0017]圖6是示出圖2所示的根據(jù)本方面第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2的動態(tài)剎車單元25連續(xù)而頻繁地動作時伺服信號關(guān)閉時測試的波形圖。
[0018]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】[0020]現(xiàn)在將參考本發(fā)明的示例性實施例進行詳細的描述，在附圖中圖解說明了所述實施例的示例，其中相同的參考數(shù)字始終指示相同的元件。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來具體化，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限定于此處所闡述的實施例。相反，提供這些實施例以使得該公開徹底和完整，并且全面地向本領(lǐng)域的技術(shù)人員傳遞本發(fā)明的概念。下面通過參考附圖來描述示例性實施例，以解釋本發(fā)明。
[0021](第一實施例)
[0022]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2所包括的與現(xiàn)有技術(shù)交流伺服驅(qū)動器I中相同的部件用相同標(biāo)號標(biāo)注，并且不再贅述。本實施例中用動態(tài)剎車單元25取代現(xiàn)有技術(shù)交流伺服驅(qū)動器I的動態(tài)剎車單元15。在動態(tài)剎車單元25中，由三個開關(guān)A、B、C和一個線圈K組成了新型的三刀雙擲繼電器。具體地，線圈K的兩端kl和k2與動態(tài)剎車單元15中同樣地連接至啟動命令輸入單元16,開關(guān)A、B、C的每個均包括一個動觸點(al、bl、cl)、一個常開觸點(&242、(32)和一個常閉觸點(&343、(:3)。常開觸點在常態(tài)不通電的狀況下處于斷開狀態(tài)；常閉觸點在常態(tài)不通電的狀況下處于閉合狀態(tài)；動觸點也俗稱為繼電器滑片，當(dāng)繼電器在動作時動觸點隨著繼電器線圈(K)發(fā)出的電磁吸力而往返動作，分別實現(xiàn)與常開和常閉觸點的接觸。線圈與開關(guān)的工作原理與現(xiàn)有技術(shù)中使用的雙刀雙擲繼電器類似。然而，此新型的三刀雙擲繼電器(動態(tài)剎車單元25)與現(xiàn)有技術(shù)雙刀雙擲繼電器不同點在于，三個開關(guān)A、B、C的常閉觸點a3、b3、c3分別連接至逆變器模塊14輸出至伺服馬達9的U、V、W相驅(qū)動信號，并且三個動觸點al、bl、cl均連接至一個基準(zhǔn)電位。此基準(zhǔn)電位可以是逆變器模塊14的一個基準(zhǔn)電位，例如，圖1和2中的逆變器模塊14的N端子(也就是直流電的負極需要說明的是，這里連接逆變器模塊的某一個基準(zhǔn)電位僅僅是一種選擇實施例，本發(fā)明并不限于此。此基準(zhǔn)電位也可以是電路板上的某一基準(zhǔn)電位、或者為地電位等。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)本說明書的教示并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)而選取合適的基準(zhǔn)電位。
[0023]為了更清楚地說明圖2中所示的根據(jù)本實施例的交流伺服驅(qū)動器2與圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)交流伺服驅(qū)動器I相比的優(yōu)點，下面將通過對兩者進行詳細比較而進行說明。
[0024]圖1中的現(xiàn)有技術(shù)交流伺服驅(qū)動器I以及圖2中的根據(jù)本實施例的交流伺服驅(qū)動器2的結(jié)構(gòu)圖可以分別簡化為圖3和圖4所示的不示出模塊內(nèi)的具體電路結(jié)構(gòu)的簡化框圖形式，以便于進行比較。
[0025]圖3是對應(yīng)圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器I的簡化框圖。其中的箭頭方向表示信號流方向。如圖3中所示，交流伺服驅(qū)動器I包括電源輸入單元31、逆變器模塊14、動態(tài)剎車單元(電磁繼電器)15、以及啟動命令輸入單元16。這里，電源輸入單元31由圖1中的整流器12和濾波電容13組成，其向逆變器模塊14提供直流電源。為了更清楚地顯示出圖1中的剎車信號的來源，圖3中繪出了交流伺服驅(qū)動器I還包括上位控制單元32，但是其也可以不包括在交流伺服驅(qū)動器I中而在其外部。很容易理解，前述剎車信號就是從圖3中所示的上位控制單元32輸出的接通或關(guān)閉命令的剎車信號。上位控制單元32例如可以是CPU等。
[0026]圖4是對應(yīng)圖2所示的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2的簡化框圖。其中的箭頭方向表示信號流方向。與圖3同樣地，交流伺服驅(qū)動器2包括電源輸入單元31、逆變器模塊14、動態(tài)剎車單元(電磁繼電器)25、啟動命令輸入單元16、以及上位控制單元32。同樣，上位控制單元32也可不包括在交流伺服驅(qū)動器2中而在其外部。這里，動態(tài)剎車單元25還連接至一個基準(zhǔn)電位。
[0027]通過比較圖3和圖4，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2與現(xiàn)有技術(shù)交流伺服驅(qū)動器I之間的區(qū)別更加顯而易見，即在于:動態(tài)剎車單元15和動態(tài)剎車單元25的具體結(jié)構(gòu)不同、以及動態(tài)剎車單元25還連接至一個基準(zhǔn)電位?；谏鲜鰠^(qū)別，導(dǎo)致兩者在控制交流伺服馬達9旋轉(zhuǎn)或停止時所實現(xiàn)的效果不同。
[0028]參見圖2，基于動態(tài)剎車單元25上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)(來自上位控制單元32的)剎車信號為交流伺服驅(qū)動器2接通命令時,這時啟動命令輸入單元16會生成一個動態(tài)剎車單元25打開的伺服啟動信號，使得動態(tài)剎車單元25的線圈K通過電流，從而線圈K發(fā)出的電磁吸力吸合開關(guān)A、B、C的動觸點(繼電器滑片)al、bl、cl，使它們分別與常開觸點a2、b2、c2接通，這樣，逆變器模塊14輸出信號U、V、W相處于開啟狀態(tài)，且輸出能夠驅(qū)動伺服馬達9旋轉(zhuǎn)的電流信號。由于此時的動態(tài)剎車單元25處于常開狀態(tài)，在此之前動觸點al、bl、cl與常開觸點a2、b2、c2接通的瞬間，動態(tài)剎車單元25會產(chǎn)生一定的電磁干擾噪音。這時，由于三個動觸點al、bl、cl均連接至一基準(zhǔn)電位，所產(chǎn)生的電磁干擾噪音會被基準(zhǔn)電位所釋放掉，從而達到防止交流伺服驅(qū)動器2誤動作的效果。然而，參見圖1所述的動態(tài)剎車單元15，由于其未連接基準(zhǔn)電位，因此上述電磁干擾噪音無法釋放掉，從而會導(dǎo)致交流伺服驅(qū)動器I誤動作。
[0029]另一方面，參考圖2，當(dāng)(來自上位控制單元32的)剎車信號為交流伺服驅(qū)動器2關(guān)閉命令時,這時啟動命令輸入單元16會生成一個動態(tài)剎車單元25關(guān)閉的伺服關(guān)閉信號,使得動態(tài)剎車單元25的線圈K沒有電流通過，從而線圈K的電磁吸力消失以釋放開關(guān)A、B、C的動觸點(繼電器滑片)al、bl、Cl使它們彈回，以使它們分別與常閉觸點a3、b3、c3接通，這樣，逆變器模塊14的U、V、W相輸出電路(U、V、W相驅(qū)動信號)與動態(tài)剎車單元25短路在一起，從而達到讓伺服馬達9停止旋轉(zhuǎn)的剎車目的。與此同時由于伺服馬達9停止旋轉(zhuǎn)，逆變器模塊14的U、V、W相與逆變器模塊14的輸入電源電路間會殘留一定的電壓仍然在慢慢地釋放，難于全部瞬間或者快速的釋放完了，如果此時剎車信號又立刻轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣魉欧?qū)動器2接通命令時，開關(guān)A、B、C的動觸點al、bl、Cl和常開觸點a2、b2、c2又會開始接通，以放開所述的逆變器模塊14的U、V、W相的輸出。但是，由于上述殘留電壓還在釋放，然后此次再疊加伺服接通的電壓，使得伺服驅(qū)動器2很容易就產(chǎn)生了過電壓或者過電流的錯誤報警。這時，由于三個動觸點al、bl、cl均連接至基準(zhǔn)電位，就可以釋放剩余能量，從而保證在下次伺服接通時不會由于噪音或者疊加殘留電壓而告警。然而，由于圖1中的動態(tài)剎車單元15并未連接基準(zhǔn)電位，因此剩余能量無法得到釋放，從而伺服驅(qū)動器I容易產(chǎn)生過電壓或者過電流的錯誤報警。
[0030]需要說明的是，交流伺服驅(qū)動器2的啟動信號(S卩，伺服啟動信號和伺服關(guān)閉信號)與動態(tài)剎車單元25 (電磁繼電器)的動作是同步的，也即，與三個開關(guān)A、B、C的斷開、閉合動作是同步的。
[0031]圖5是示出圖1所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流伺服驅(qū)動器I的動態(tài)剎車單元15連續(xù)而頻繁地動作時交流伺服驅(qū)動器I出現(xiàn)了過電壓或者過電流的報警時測試的波形圖。從圖5可以看出波形中有個電壓幅度很高的電磁噪音波形，也可以從波形中看出伺服信號關(guān)閉后，波形中有一段電壓很難完全釋放完了，這都是由于動態(tài)剎車單元15的電磁繼電器的電磁噪音影響和上次動作殘留電壓疊加的影響。
[0032]圖6是示出圖2所示的根據(jù)本實施例的交流伺服驅(qū)動器2的動態(tài)剎車單元25連續(xù)而頻繁地動作時伺服信號關(guān)閉時測試的波形圖。從圖6來看可以得知，在伺服關(guān)閉時，動態(tài)剎車單元25的電磁繼電器產(chǎn)生的電磁噪音及上次動作殘留的電壓的問題已經(jīng)得到完全的解決。從圖6的波形可以看出，沒有出現(xiàn)電磁噪音，也沒有出現(xiàn)殘留電壓，而且電壓完全被釋放完了已經(jīng)達到歸零的狀態(tài)。
[0033]因此，本實施例的交流伺服驅(qū)動器2與現(xiàn)有技術(shù)交流伺服驅(qū)動器I相比，通過動態(tài)剎車回路的改進，在動態(tài)剎車時本發(fā)明能夠消除噪音和快速降低能量，克服了交流伺服驅(qū)動器因這些不安定因素而引起的過電壓或過電流的現(xiàn)象，從而提高了交流伺服驅(qū)動器運行時的平穩(wěn)性。
[0034]另外，雖然本實施例的動態(tài)剎車單元25采用三刀雙擲繼電器來實現(xiàn)上述功能，然而本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，只要滿足以下配置即可實現(xiàn)本發(fā)明的效果:動態(tài)剎車單元包括分別連接在所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號與所述基準(zhǔn)電位之間的三個開關(guān)，并且，當(dāng)啟動信號為伺服接通信號時，線圈有電流流過使得三個開關(guān)斷開，而當(dāng)啟動信號為所述伺服關(guān)閉信號時，線圈無電流流過使得三個開關(guān)閉合。
[0035](第二實施例)
[0036]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的交流伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)圖。如圖7中所示，根據(jù)本實施例的交流伺服驅(qū)動器3與圖2中的交流伺服驅(qū)動器2的區(qū)別僅在于，首先將開關(guān)A、B、C的動觸點al、bl、cl連接至一個大功率電阻R，再進一步連接至電路板的某基準(zhǔn)電位。除此之外，交流伺服驅(qū)動器3的其它配置與圖2中的交流伺服驅(qū)動器2完全相同，因此不再贅述。
[0037]此大功率電阻R的使用可以讓動態(tài)剎車單元25上次動作殘留的電壓經(jīng)過大功率電阻R降壓后再接交流伺服驅(qū)動器3的電路板的某個基準(zhǔn)參考電位，同樣可以消除電磁噪音和達到快速的降低能量。并且，從接線方法可知，此大功率電阻R的主要作用就是限流(適用于大功率電路)和盡快釋放能量，由于U、V、W三相短路時產(chǎn)生的能量很大，對于大功率電路來說尤其明顯，有可能會把電路中的其他部品燒壞，因此也有保護電路的作用。而在小功率電路中也有釋放能量的效果。同時也可以防止逆變器模塊14的N端子(某一個基準(zhǔn)電位)由于某種原因產(chǎn)生的反向電流損壞動態(tài)剎車電路。
[0038]與第一實施例中同樣地，這里所使用的電路板的某基準(zhǔn)電位僅僅是一個實施例，本發(fā)明并不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)本說明書的教示并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)而選取合適的基準(zhǔn)電位。另外，本實施例中所采用的大功率電阻加電路板的某基準(zhǔn)電位的組合接線方式也僅僅是一個實施例，本發(fā)明并不限于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行任意的組合。
[0039](第三實施例)
[0040]需要注意的是，圖1中所示的動態(tài)剎車單元15中的由兩個開關(guān)和一個線圈所組成的電磁繼電器通常由本領(lǐng)域中公知的雙刀雙擲繼電器來實現(xiàn)。雙刀雙擲繼電器的具體結(jié)構(gòu)和工作原理屬于本領(lǐng)域公知常識，因此這里不再贅述。需要指出的是，由于雙刀雙擲繼電器中的端子過少，因此，當(dāng)與逆變器模塊14的U、V、W三相輸出相連接時，接線方法就受到了限制。例如，如果將U、V相分別連接在兩個開關(guān)的觸動點上，那么剩下的W相就得連接在兩個開關(guān)的經(jīng)短路連接的常閉觸點上，這樣才能實現(xiàn)動態(tài)剎車的功能。然而，在這種情況下無法通過連接基準(zhǔn)電位而實現(xiàn)本發(fā)明的效果。例如，要想實現(xiàn)在動態(tài)剎車時將逆變器模塊14的U、V、W三相輸出短接到基準(zhǔn)電位，只能在將兩個動觸點和兩個常閉觸點之一連接至基準(zhǔn)電位，但是如果這樣做，U、V、W三相中有一相在驅(qū)動器啟動時，輸入伺服馬達9的電流會流向基準(zhǔn)電位側(cè)而無法正常輸入到伺服馬達9，使得伺服馬達9不能正常運轉(zhuǎn)。因此，即使將圖1中的動態(tài)剎車單元15連接至基準(zhǔn)電壓也無法實現(xiàn)本發(fā)明的效果。
[0041]然而，如果使用兩個雙刀雙擲繼電器就可以克服一個雙刀雙擲繼電器本身由于端子過少而導(dǎo)致接線方法受限的缺陷。因此，采用兩個雙刀雙擲繼電器同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明第一實施例中采用三刀雙擲繼電器的方案所實現(xiàn)的優(yōu)點。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的交流伺服驅(qū)動器4的結(jié)構(gòu)圖。
[0042]如圖8中所示，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的交流伺服驅(qū)動器4所包括的與前述圖2中所示的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2中相同的部件用相同標(biāo)號標(biāo)注，并且不再贅述。本實施例中用動態(tài)剎車單元45取代前述第一實施例的交流伺服驅(qū)動器2的動態(tài)剎車單元25。
[0043]參見圖8，動態(tài)剎車單元45包括兩個雙刀雙擲繼電器451和452。雙刀雙擲繼電器451包括兩個開關(guān)D、E和一個線圈X，而雙刀雙擲繼電器452包括兩個開關(guān)F、G和一個線圈Y。線圈X的兩端xl和χ2、以及線圈Y的兩端yl和y2均連接至啟動命令輸入單元16,四個開關(guān)D、E、F、G的每個均包括一個動觸點(dl、el、fl、gl)、一個常開觸點(d2、e2、f2、g2)和一個常閉觸點(d3、e3、f3、g3)。在四個開關(guān)D、E、F、G中，開關(guān)D和開關(guān)F的常閉觸點d3、f3分別連接至逆變器模塊14輸出至伺服馬達9的U、V相驅(qū)動信號，而開關(guān)E和開關(guān)G的常閉觸點e3和g3均連接至逆變器模塊14輸出至伺服馬達9的W相驅(qū)動信號。此夕卜，四個開關(guān)D、E、F、G的常開觸點d2、e2、f2、g2均空接，并且它們的動觸點dl、el、f 1、gl均連接至一個基準(zhǔn)電位。與前述實施例同樣地，此基準(zhǔn)電位可以是逆變器模塊14的一個基準(zhǔn)電位，例如，圖中的逆變器模塊14的N端子(也就是直流電的負極也可以是電路板上的某一基準(zhǔn)電位、或者為地電位等。并且，此基準(zhǔn)電位并不限于本發(fā)明中所給出的具體情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)本說明書的教示并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)而選取合適的基準(zhǔn)電位。這里，在連接基準(zhǔn)電位之前也可以先串聯(lián)一個大功率電阻，從而實現(xiàn)與前述第二實施例同樣的效果。
[0044]兩個雙刀雙擲繼電器451和452中的開關(guān)與線圈的動作原理與前述實施例中類似，這里不再贅述。通過圖8中所示的上述由兩個雙刀雙擲繼電器451、452組成的動態(tài)剎車單元45同樣能實現(xiàn)與圖2、圖7中所示的根據(jù)本發(fā)明第一、第二實施例的采用新型三刀雙擲繼電器的動態(tài)剎車單元25的功能。
[0045]需要指出的是，圖8中所示的兩個雙刀雙擲繼電器451、452中的四個開關(guān)D、E、F、G的常閉觸點d3、e3、f3、g3的連接方式僅僅是一個示例，本發(fā)明并不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以理解，只要將一個雙刀雙擲繼電器中的兩個開關(guān)的常閉觸點分別連接至U、V、W三相中的兩相(例如，U、V相)，而將另一個雙刀雙擲繼電器中的兩個開關(guān)的常閉觸點分別連接至U、V、W三相中的另一相(例如，W相)和其它兩相中的任一相(例如，U相或V相)，并且將四個開關(guān)的動觸點都連接至基準(zhǔn)電壓(或通過大功率電阻連接至基準(zhǔn)電壓)，這樣就可以實現(xiàn)與本發(fā)明第一、第二實施例中采用三刀雙擲繼電器的方案相同的效果。[0046]基于以上各實施例，顯而易見的是，只要動態(tài)剎車單元當(dāng)啟動命令輸入單元的啟動信號為伺服關(guān)閉信號時將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號短接到基準(zhǔn)電位，就可以實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點。而動態(tài)剎車單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)既可以采用這里舉例說明的三刀雙擲繼電器、兩個雙刀雙擲繼電器，也可以采用其它配置。
[0047]以上各實施例提供了交流伺服驅(qū)動器及其相關(guān)方法，其動態(tài)剎車電路與現(xiàn)有技術(shù)中的交流伺服驅(qū)動器的動態(tài)剎車電路相比，在動態(tài)剎車時本發(fā)明能夠消除噪音和快速降低能量，克服了交流伺服驅(qū)動器因這些不安定因素而引起的過電壓或過電流的現(xiàn)象，從而提高了交流伺服驅(qū)動器運行時的平穩(wěn)性。
[0048]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的一些示例性實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離權(quán)利要求及它們的等價物中限定的本發(fā)明的原則和精神的情況下，可以對這些示例性實施例做出變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于驅(qū)動伺服馬達的交流伺服驅(qū)動器，包括: 電源輸入單兀，用于輸出直流電源； 逆變器模塊，用于接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅(qū)動信號至所述伺服馬達； 啟動命令輸入單元，用于根據(jù)剎車信號而生成啟動信號；以及 動態(tài)剎車單元，接收所述啟動信號，其中 當(dāng)所述啟動信號為伺服關(guān)閉信號時，所述動態(tài)剎車單元將所述逆變器模塊輸出的u、v、W三相驅(qū)動信號短接到基準(zhǔn)電位。
2.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述動態(tài)剎車單元包括: 線圈，連接至所述啟動命令輸入單元；以及 三個開關(guān)，分別連接在所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號與所述基準(zhǔn)電位之間，其中 當(dāng)所述啟動信號為伺服接通信號時，所述線圈有電流流過使得所述三個開關(guān)斷開，而當(dāng)所述啟動信號為所述伺服關(guān)閉信號時，所述線圈無電流流過使得所述三個開關(guān)閉合。
3.如權(quán)利要求2所述的交流伺服驅(qū)動器，其中 所述三個開關(guān)各自具有動觸點、常開觸點和常閉觸點，并且，所述動觸點連接至所述基準(zhǔn)電位，所述常閉觸點分別連接至所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號，而所述常開觸點空接，并且 當(dāng)所述啟動信號為所述伺服接通信號時，所述線圈有電流流過使得所述動觸點與所述常開觸點接通，而當(dāng)所述啟動信號為所述伺服關(guān)閉信號時，所述線圈無電流流過使得所述動觸點與所述常閉觸點接通。
4.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述動態(tài)剎車單元包括兩個雙刀雙擲繼電器，所述兩個雙刀雙擲繼電器各自包括一個線圈和兩個開關(guān)，并且其中 所述開關(guān)各自具有動觸點、常開觸點和常閉觸點，并且，所述動觸點連接至所述基準(zhǔn)電位，所述兩個雙刀雙擲繼電器之一的兩個開關(guān)的常閉觸點分別連接至所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號中的兩相驅(qū)動信號，而所述兩個雙刀雙擲繼電器中的另一個的兩個開關(guān)的常閉觸點分別連接至所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號中另一相驅(qū)動信號、以及所述兩相驅(qū)動信號中的任一相驅(qū)動信號，而所述常開觸點空接，并且 當(dāng)所述啟動信號為所述伺服接通信號時，所述線圈有電流流過使得所述動觸點與所述常開觸點接通，而當(dāng)所述啟動信號為所述伺服關(guān)閉信號時，所述線圈無電流流過使得所述動觸點與所述常閉觸點接通。
5.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，在所述基準(zhǔn)電位之前串聯(lián)大功率電阻。
6.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述基準(zhǔn)電位為電路板上的基準(zhǔn)電位。
7.如權(quán)利要求6所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述基準(zhǔn)電位為所述逆變器模塊的基準(zhǔn)電位。
8.如權(quán)利要求7所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述基準(zhǔn)電位為所述逆變器模塊的N端子。
9.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述基準(zhǔn)電位為地電位。
10.如權(quán)利要求2或4所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述啟動信號與所述開關(guān)的斷開和閉合動作同步。
11.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述電源輸入單元從電源接收交流電，并包括: 整流器，用于將所接收的交流電進行整流并輸出直流電；以及 濾波電容，用于將所述整流器輸出的直流電進行濾波并輸出所述直流電源。
12.如權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動器，其中，所述剎車信號來自包括在所述交流伺服驅(qū)動器之內(nèi)或外部的上位控制單元。
13.一種用于交流伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服馬達的方法，所述交流伺服驅(qū)動器包括電壓輸入單元、逆變器模塊、啟動命令輸入單元以及動態(tài)剎車單元，所述方法包括步驟: 由所述電源輸入單元輸出直流電源； 所述逆變器模塊接收所述直流電源并輸出U、V、W三相驅(qū)動信號至所述伺服馬達； 所述啟動命令輸入單元根據(jù)剎車信號而生成啟動信號；以及 所述動態(tài)剎車單元接收所述啟動信號，并且當(dāng)所述啟動信號為伺服關(guān)閉信號時，將所述逆變器模塊輸出的U、V、W三相驅(qū)動信號短接到基準(zhǔn)電位。
【文檔編號】H02P3/22GK103633895SQ201210312185
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】康燕, 葉尹, 謝濱 申請人:珠海松下馬達有限公司