一种大功率直流伺服驱动器制造技术

本发明专利技术实施例提供一种大功率直流伺服驱动器，包括控制板、触发板以及功率板；控制板，用于接收触发板发送的电流、转速反馈信号以及外部运动控制卡发送的使能、速度指令信号，并对信号进行处理后，向触发板发出控制指令；触发板，用于将控制信号进行功率放大、相序处理后生成触发脉冲以发送至功率板，并接收测速发电机返回的转速反馈信号和功率板返回的电流反馈信号，经过放大处理后，发送至控制板；功率板，用于在触发脉冲的控制下，利用单向晶闸管组件的通断以及通断的时间，将输入的三相交流电信号转换为可驱动直流伺服电机运行的直流电压信号。本发明专利技术降低了运动过程中对无损检测信号的干扰，并提高了无损检测机器人运动的可靠性，平稳性。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率直流伺服驱动器
本专利技术涉及伺服驱动领域，尤其涉及一种大功率直流伺服驱动器。
技术介绍
在核电站压力容器检测领域，需要对检测机器人的电机进行驱动，以控制检测机 器人的运动。但现有的驱动方式驱动功率不足，使得检测机器人的运动不够平稳、可靠，且 在驱动过程中会产生电磁信号，从而对无损检测信号造成干扰。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种大功率直流伺服驱动器，以降低运动过程 中对无损检测信号的干扰，并提高无损检测机器人运动的可靠性，运动的平稳性。 为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种大功率直流伺服驱动器，包括控制板、触 发板以及功率板； 控制板，用于接收触发板发送的电流反馈信号、转速反馈信号以及外部运动控制 卡发送的使能指令信号、速度指令信号，并对信号进行处理后，向触发板发出控制指令； 触发板，用于将控制板发来的控制信号进行功率放大、相序处理后生成触发脉冲 以发送至功率板，并接收测速发电机返回的转速反馈信号和功率板返回的电流反馈信号， 经过放大处理后，发送至控制板； 功率板，用于在触发板发送的触发脉冲的控制下，利用单向晶闸管组件的通断以 及通断的时间，将输入的三相交流电信号转换为可驱动直流伺服电机运行的直流电压信 号。 优选的，控制板，还用于显示驱动器的当前运行状态。 优选的，驱动器包括设于控制板上的控制电路以及主电路，主电路包括设于功率 板上的整流电路； 控制电路，用于根据接收的输入信号生成控制指令并根据控制指令生成触发脉 冲发送至整流电路； 整流电路，用于在触发脉冲的控制下进行整流； 控制电路和整流电路组成逻辑无环流双闭环系统。 优选的，控制电路为转速电流双闭环电路，包括一转速调节器、两个电流调节器及 无环流逻辑控制器，整流电路包括均由晶闸管组成的正组整流电路和反组整流电路； 正组整流电路和反组整流电路共用转速调节器，正组整流电路和反组整流电路分 别对应一电流调节器，无环流逻辑控制器用于控制正组整流电路和反组整流电路中只有一 组处于整流状态。 优选的，转速调节器设有加速度最大限幅值和加速度最小限幅值，且转速调节器 设置的减速的加速度不大于重力加速度。 优选的，当正组整流电路和反组整流电路中的一组处于整流状态时，另一组处于 逆变状态。 优选的，主电路还包括依次串联的交流侧保护电路、滤波电路、隔离降压电路和电 流反馈电路，以及连接在正组整流电路和反组整流电路之间的直流侧过压保护电路和直流 侧电流采样电路； 交流侧保护电路包括串联于交流侧每两相之间的压敏电阻和串联于交流侧每相 上的快速熔断器，用于对驱动器进行保护； 滤波电路为三相滤波器； 隔离降压电路为采用D-γ型接法的三相变压器； 电流反馈电路为采用Y型接法的三相交流互感器； 直流侧过压保护电路，连接在整流电路的输出端，包括依次连接的压敏电阻和快 速熔断器； 直流侧电流采样电路，用于对直流侧的电流进行采样； 正组整流电路和反组整流电路反并联，每组整流电路为由6只晶闸管组成三相全 控桥式整流电路，且每只晶闸管并联RC吸收回路。 优选的，控制电路包括两组晶闸管触发电路、转速采样电路、电流采样电路、抱闸 电路、两组移相命令输出电路、控制电源电路及DSP核心控制电路； 两组晶闸管触发电路，分别负责触发正反组三相全控桥式整流电路； 转速采样电路，包括分压电路、极性鉴别电路、换向电路和线性隔离电路；分压 电路用于对测速发电机输出的电压进行分压后进行A/D转换，极性鉴别电路，用于根据分 压转换后的信号判断电压极性并输出至DSP核心控制电路；换向电路，用于根据DSP核心控 制电路的指令对线性隔离电路的两个输入信号线进行对换； 电流采样电路为三相交流互感器，用于获取主变压器副边的电流； 抱闸电路，用于接收抱闸指令进行隔离，并根据隔离后的抱闸指令对制动器进行 控制； 移相命令输出电路，用于分别给晶闸管触发电路提供脉冲移相控制电压； 控制电源电路，用于分别给晶闸管触发电路、转速采样电路、电流采样电路、抱闸 电路及DSP核心控制电路提供电源； DSP核心控制电路，用于完成多路A/D转换，双闭环算法运算及逻辑控制运算。 优选的，无环流逻辑控制器包括依次相连的电平检测器、逻辑判断器、延时器以及 连锁保护电路； 电平检测器，用于监测转矩极性信号的极性变化和电流过零点，并把检测结果转 化为逻辑量，发送至逻辑判断器； 逻辑判断器，用于根据电平检测器发送的逻辑量，判断需要开启的组脉冲和需要 封锁的组脉冲； 延时器，用于逻辑判断器的判断结果完成需要封锁的组脉冲的封锁延时和需要开 启的组脉冲的开启延时； 连锁保护电路，用于确保正组整流电路和反组整流电路不被同时触发。 优选的，连锁保护电路包括四个与非门组成两个串联的RS触发器 根据本专利技术所提供的技术方案，使用了大功率直流伺服驱动器对四点几进行驱 动，避免了电机驱动功率不足的问题，降低了运动过程中对无损检测信号的干扰，并提高了 无损检测机器人运动的可靠性。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术提供的大功率直流伺服驱动器的结构图； 图2为本专利技术提供的大功率直流伺服驱动器的硬件电路； 图3A为正组整流电路工作状态图； 图3B为反组整流电路工作状态图； 图3C为非位能负载下，电机的机械特性图； 图4A、4B为主电路结构图； 图5为电流截止负反馈控制下的电机特性； 图6为晶闸管触发电路结构图； 图7为连锁保护电路结构图； 图8为同步相位微调电路结构图； 图9为触发脉冲生成电路结构图； 图10为或门电路结构图； 图11A为功放电路与隔离驱动电路结构图； 图11B为图11A方框部分的放大图； 图12是转速采样电路结构图； 图13为电流采样电路结构图； 图14为抱闸电路结构图； 图15为移相命令输出电路结构图； 图16A-16B为电源电路结构图； 图17为无环流逻辑控制器的输入输出示意图； 图18、19分别为A/D中断流程和定时器中断流程图； 图20为双闭环调速系统原理图。 【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 如图1所示，为本专利技术提供的一种大功率直流伺服驱动器的结构图，包括控制板 1、触发板2及功率板3。 控制板1采用DSP芯片作为控制核心，接受触发板2送来的电流反馈、转速反馈等 信号，以及外部运动控制卡发来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述驱动器包括控制板、触发板以及功率板；所述控制板，用于接收所述触发板发送的电流反馈信号、转速反馈信号以及外部运动控制卡发送的使能指令信号、速度指令信号，并对所述信号进行处理后，向所述触发板发出控制指令；所述触发板，用于将所述控制板发来的所述控制信号进行功率放大、相序处理后生成触发脉冲以发送至所述功率板，并接收测速发电机返回的转速反馈信号和所述功率板返回的电流反馈信号，经过放大处理后，发送至所述控制板；所述功率板，用于在所述触发板发送的所述触发脉冲的控制下，利用单向晶闸管组件的通断以及通断的时间，将输入的三相交流电信号转换为可驱动直流伺服电机运行的直流电压信号。

【技术特征摘要】
1. 一种大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述驱动器包括控制板、触发板以及功率 板； 所述控制板，用于接收所述触发板发送的电流反馈信号、转速反馈信号以及外部运动 控制卡发送的使能指令信号、速度指令信号，并对所述信号进行处理后，向所述触发板发出 控制指令； 所述触发板，用于将所述控制板发来的所述控制信号进行功率放大、相序处理后生成 触发脉冲以发送至所述功率板，并接收测速发电机返回的转速反馈信号和所述功率板返回 的电流反馈信号，经过放大处理后，发送至所述控制板； 所述功率板，用于在所述触发板发送的所述触发脉冲的控制下，利用单向晶闸管组件 的通断以及通断的时间，将输入的三相交流电信号转换为可驱动直流伺服电机运行的直流 电压信号。2. 如权利要求1所述的大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述控制板，还用于显示 所述驱动器的当前运行状态。3. 如权利要求1所述的大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述驱动器包括设于控 制板上的控制电路以及主电路，所述主电路包括设于所述功率板上的整流电路； 所述控制电路，用于根据接收的输入信号生成控制指令并根据所述控制指令生成触发 脉冲发送至所述整流电路； 所述整流电路，用于在所述触发脉冲的控制下进行整流； 所述控制电路和所述整流电路组成逻辑无环流双闭环系统。4. 如权利要求3所述的大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述控制电路为转速电 流双闭环电路，包括一转速调节器、两个电流调节器及无环流逻辑控制器，所述整流电路包 括均由晶闸管组成的正组整流电路和反组整流电路； 所述正组整流电路和反组整流电路共用所述转速调节器，所述正组整流电路和反组整 流电路分别对应一所述电流调节器，所述无环流逻辑控制器用于控制所述正组整流电路和 所述反组整流电路中只有一组处于整流状态。5. 如权利要求4所述的大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述转速调节器设有加 速度最大限幅值和加速度最小限幅值，且所述转速调节器设置的减速的加速度不大于重力 加速度。6. 如权利要求5所述的大功率直流伺服驱动器，其特征在于，当所述正组整流电路和 反组整流电路中的一组处于整流状态时，另一组处于逆变状态。7. 如权利要求3所述的大功率直流伺服驱动器，其特征在于，所述主电路上还包括依 次串联的交流侧保护电路、滤波电路、隔离降压电路和电流反馈电路，以及连接在所述正组 整流电路和所述反组整流电路之间的直流侧过压保护电路和直流侧电流采样电路； 所述交流侧保护电路包括串联于交流侧每两相之间的压敏电阻和串联于交流侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：林戈，丑武胜，王贤彬，陈建，曾晨明，田浩志，朱传雨，金国栋，李明，马官兵，
申请(专利权)人：中广核检测技术有限公司，苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44