一种多轴系统集中式伺服驱动器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多轴系统集中式伺服驱动器,其包括EMC滤波电路，整流桥堆，15V隔离开关电源和5V隔离开关电源；每个隔离功率驱动电路与一个控制电路信号连接；EMC滤波电路输入端接交了电源，输出端与整流桥堆的输入端、15V隔离开关电源的输入端、5V隔离开关电源的输入端连接，整流桥堆的输出端通过母线电容分别给一个隔离功率驱动电路供电，15V隔离开关电源的输出端分别给一个隔离功率驱动电路供电，5V隔离开关电源分别给一个控制电路供电。本实用新型专利技术相同的电路部分可以共用，缩小了驱动器整体的体积，降低了成本；各个功能的电路，采用独立的模块化设计，增加可靠性且维修替换方便，降低了维护难度。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴系统集中式伺服驱动器
本技术属于电机控制领域，特别涉及一种多轴系统集中式伺服驱动器的设计。
技术介绍
伺服系统是运动控制系统的主要执行机构，伺服系统主要包括伺服驱动器和伺服电机。伺服驱动器是连接运动控制器和伺服电机的转换机构。将运动控制指令转换成实际伺服电机的运动。目前，传统的伺服驱动器都是一台电机配一台伺服驱动器。伺服驱动器主要包括整流滤波电路、功率驱动电路、控制电路、开关电源电路四大部分组成，还需要给功率器件散热的散热器。而多轴运动控制系统需要多个伺服系统，多台伺服驱动器整体的体积较大；且存在器件的重复使用情况造成成本较高；伺服驱动器与运动控制器之间需要通过各种通讯线连接，安装走线比较麻烦；伺服驱动器损坏时只能够整体替换，造成维修成本较高。多轴运动控制系统中，传统的伺服驱动方案存在着明显的不足。
技术实现思路
本技术根据现有技术的不足，提供了一种针对多轴运动控制系统的集中式伺服驱动方案。本技术一种多轴系统集中式伺服驱动器,其特征在于：包括EMC滤波电路，整流桥堆，15V隔离开关电源和5V隔离开关电源，每个隔离功率驱动电路与一个控制电路信号连接；EMC滤波电路输入端接交了电源，输出端与整流桥堆的输入端、15V隔离开关电源的输入端、5V隔离开关电源的的输入端连接，整流桥堆的输出端通过母线电容分别给一个隔离功率驱动电路供电，15V隔离开关电源的输出端分别给一个隔离功率驱动电路供电，5V隔离开关电源分别给一个控制电路供电。本技术的各部分电路的具体内容是：(1)集中的整流滤波电路：交流电通过EMC滤波电路，经过整流桥堆整流，通过电容滤波得到稳定的直流电。在EMC滤波电路与整流桥堆之间预留两路插座，给15V开关电源模块和5V开关电源模块输入留接口。开关电源模块接在EMC滤波电路之后可以得到更加干净的交流点输入，同时开关电源模块的高频干扰也能更好的得到衰减，减少对电网的污染，增加了系统的电磁兼容性。电容滤波输出部分预留几路接口(根据驱动器的轴数来定)接功率驱动电路部分。(2)集中的开关电源电路：开关电源部分电路采用独立15V与5V开关电源模块设计，由于开关电源模块自身带有EMC滤波电路部分，增加了系统的电磁兼容的可靠性。开关电源模块采用隔离方案，使各个部分电路之间的干扰减小。15V开关电源主要给功率驱动电路的预驱部分供电，5V开关电源主要给控制电路部分供电。这样就使驱动器的强电和弱电部分的电源隔离开。(3)控制电路：控制电路部分采用5V集中供电方式，独立模块化设计。由于都是弱电信号，采用共地方案就能够满足设计的要求。多个MCU共用电源减少了电路的复杂程度，控制信号的输入可以采用集中的接口方式，接线变得简单。可以将运动控制器的电路部分集中到驱动器的控制电路板上，这样就可以不需要驱动器接口，进一步降低了成本及接线的走线的复杂程度。(4)功率驱动电路：功率驱动电路部分PWM信号和电压、电流采样信号、过流保护信号采用光耦隔离的方案。母线电压、15V驱动电压共用，减少了电路的复杂程度、降低了成本。采用共用散热器的散热方式集中散热，减小了散热器的体积。由于功率驱动部分电路采用独立的模块设计，损坏时只需将损坏的部分电路板替换掉就可以恢复正常，降低了维修的成本。采用隔离的方案，功率器件损坏不会影响到控制电路。本技术所具有的优点是：(1)采用集中的方案，相同的电路部分可以共用，缩小了驱动器整体的体积，降低了成本。(2)各个功能的电路，采用独立的模块化设计，增加可靠性且维修替换方便，降低了维护难度。(3)采用隔离的供电方案且驱动也隔离，各个部分之间的电气信号相互独立，各独立模块的损坏不会影响到其他电路。(4)控制电路采用集中的方案，省去了使用通讯线来连接，方便了安装走线，且可以与运动控制器集成到一起，构成一体化机。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种多轴系统集中式伺服驱动器,其特征在于：包括EMC滤波电路，整流桥堆，15V隔离开关电源和5V隔离开关电源，每个隔离功率驱动电路与一个控制电路信号连接；EMC滤波电路输入端接交了电源，输出端与整流桥堆的输入端、15V隔离开关电源的输入端、5V隔离开关电源的的输入端连接，整流桥堆的输出端通过母线电容分别给一个隔离功率驱动电路供电，15V隔离开关电源的输出端分别给一个隔离功率驱动电路供电，5V隔离开关电源分别给一个控制电路供电。(1)集中的整流滤波电路：交流电通过EMC滤波电路，经过整流桥堆整流，通过电容滤波得到稳定的直流电。在EMC滤波电路与整流桥堆之间预留两路插座，给15V开关电源模块和5V开关电源模块输入留接口。开关电源模块接在EMC滤波电路之后可以得到更加干净的交流点输入，同时开关电源模块的高频干扰也能更好的得到衰减，减少对电网的污染，增加了系统的电磁兼容性。电容滤波输出部分预留几路接口(根据驱动器的轴数来定)接功率驱动电路部分。(2)集中的开关电源电路：开关电源部分电路采用独立15V与5V开关电源模块设计，由于开关电源模块自身带有EMC滤波电路部分，增加了系统的电磁兼容的可靠性。开关电源模块采用隔离方案，使各个部分电路之间的干扰减小。15V开关电源主要给功率驱动电路的预驱部分供电，5V开关电源主要给控制电路部分供电。这样就使驱动器的强电和弱电部分的电源隔离开。(3)控制电路：控制电路部分采用5V集中供电方式，独立模块化设计。由于都是弱电信号，采用共地方案就能够满足设计的要求。多个MCU共用电源减少了电路的复杂程度，控制信号的输入可以采用集中的接口方式，接线变得简单。可以将运动控制器的电路部分集中到驱动器的控制电路板上，这样就可以不需要驱动器接口，进一步降低了成本及接线的走线的复杂程度。(4)功率驱动电路：功率驱动电路部分PWM信号和电压、电流采样信号、过流保护信号采用光耦隔离的方案。母线电压、15V驱动电压共用，减少了电路的复杂程度、降低了成本。采用共用散热器的散热方式集中散热，减小了散热器的体积。由于功率驱动部分电路采用独立的模块设计，损坏时只需将损坏的部分电路板替换掉就可以恢复正常，降低了维修的成本。采用隔离的方案，功率器件损坏不会影响到控制电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴系统集中式伺服驱动器,其特征在于：包括EMC滤波电路，整流桥堆，15V隔离开关电源和5V隔离开关电源，每个隔离功率驱动电路与一个控制电路信号连接；EMC滤波电路输入端接交了电源，输出端与整流桥堆的输入端、15V隔离开关电源的输入端、5V隔离开关电源的输入端连接，整流桥堆的输出端通过母线电容分别给一个隔离功率驱动电路供电，15V隔离开关电源的输出端分别给一个隔离功率驱动电路供电，5V隔离开关电源分别给一个控制电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种多轴系统集中式伺服驱动器,其特征在于：包括EMC滤波电路，整流桥堆，15V隔离开关电源和5V隔离开关电源，每个隔离功率驱动电路与一个控制电路信号连接；EMC滤波电路输入端接交了电源，输出端与整流桥堆的输入端、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高申勇，张颖，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33