一种集成型电机驱动单元结构制造技术

本发明专利技术涉及大功率伺服电机驱动领域，特别涉及集成型电机驱动单元结构。本发明专利技术提供了一种包含具有特殊结构的集成型电机驱动单元结构，该结构同时集成了被动整流单元、预充电单元、制动单元及逆变单元。所述被动整流单元用于将三相电网的交流电进行整流后通过所述预充电单元为直流母排电容充电，所述制动单元用于将电制动能量释放至制动电阻，所述逆变单元用于驱动控制一个伺服电机运转。其壳体为书本型长方体结构，在该壳体结构的顶面和底面分别设置有电源输入及制动接口、mBUS接口、MC_GPIO接口、速度传感器接口MC_CNRLA接口、电机接口并分别与内部相应功能模块对应安装，从而实现相应的控制驱动功能。

Integrated motor drive unit structure

The invention relates to the field of high-power servo motor drive, in particular to an integrated motor drive unit structure. The invention provides an integrated motor drive unit structure with a special structure, which simultaneously integrates a passive rectifier unit, a precharge unit, a braking unit and an inverter unit. The passive rectifier unit for the three-phase alternating current is rectified by the pre charging unit for charging the DC bus capacitors, the braking unit for electric braking energy release to the braking resistor, the inverter control unit is used to drive a servo motor. The shell is a book type cuboid structure, the top and bottom surface of the shell structure are respectively provided with a power input and brake interface, mBUS interface, MC_GPIO interface, MC_CNRLA interface, motor speed sensor interface interface and internal respectively with the corresponding function module corresponding to the installation, the drive to realize the function of the corresponding control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大功率伺服电机驱动领域，特别涉及集成型电机驱动单元结构。
技术介绍
电机驱动单元是伺服电机正常工作的必要控制设备，在一些大功率应用场合，如高铁中，电机驱动单元既需要满足伺服电机的功率要求，有由于高铁中安装空间有限，需尽量减小驱动单元的体积，实际上，大多数情况下，高铁中均是事先为伺服电机驱动单元及其相关设备设计好预留空间大小，伺服电机驱动单元及相关设备只能在预留空间内进行安装，由此，如何让电机驱动单元结构更小的前提下，实现更多的功能就变得至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有高铁用伺服电机提供一种模块化，占用安装空间小的集成型集成型伺服电机驱动单元结构。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种集成型集成型伺服电机驱动单元结构，包括，壳体，所述壳体为书本型长方体结构；所述壳体后端固定在散热装置上，或，所述壳体后端集成有散热装置；所述壳体顶端靠近散热装置处设置有横穿壳体的电源输入及制动接口；所述壳体顶端表面上设置有至少一个mBUS接口、至少一个MC_GPIO接口、至少一个速度传感器接口以及两个以上的顶端散热孔；所述电源输入及制动接口包括集成的电源输入接口及制动接口，所述电源输入接口用于连接外部三相电网，所述制动接口用于外接制动电阻，将电制动能量释放至该制动电阻，所述mBUS接口用于集成型电机驱动单元与中央控制单元采用mBUS总线连接，自中央控制单元接收控制指令；所述速度传感器接口用于自受控伺服电机接收速度传感器数据；所述MC_GPIO接口用于接收数字输入、脉冲输入、模拟量输入、外部Z信号，并进行数字量输出、编码器反馈脉冲输出；所述壳体底端表面设置有电机接口、至少一个MC_CNRLA接口及两个以上的底端散热孔；所述电机接口设置在壳体底端表面靠近散热装置的一侧，所述MC_CNRLA接口设置在壳体底端表面远离散热装置的一侧；所述底端散热孔均匀分布在壳体底端表面；所述MC_CNRLA接口用于MC_CNRL模块与中央控制单元的通信，所述MC_CNRL模块用于电机温度保护开关控制、硬线急停控制以及散热风扇控制；所述壳体与散热装置接触的面内侧为固定功能器件模块的面；所述功能器件模块包括被动整流单元、预充电单元、制动单元及逆变单元。所述被动整流单元用于将三相电网的交流电进行整流后通过所述预充电单元为直流母排电容充电，所述制动单元用于将电制动能量释放至制动电阻，所述逆变单元用于驱动控制伺服电机运转。所述速度传感器接口包括物理位置固定的B+端口、B-端口、A+端口、A-端口、Z+端口、Z-端口；还包括RJ45接口，所述RJ45接口引脚8设置为为B-端口提供信号、引脚7设置为为B+端口提供信号，引脚6设置为为A-端口提供信号，引脚3设置为A+端口设置信号，引脚2设置与Z-端口互联；引脚1设置为与Z+端口互联；同时还包括第一信号处理电路、第二信号处理电路、第三信号处理电路及发送电路；所述第一信号处理电路包括与控制器连接的EQEP2B端，所述EQEP2B端通过第一电阻与电源连接，通过第一电容与地连接，同时还通过第二电阻与第一光耦的输出端连接；所述第一光耦的输入端与第一防反向电路、第一防雷电路串接连接，所述第一光耦输入端正极自B+端口接收信号，所述第一光耦输入端负极自B-端口接收信号；所述第二信号处理电路包括与控制器连接的EQEP2A端，所述EQEP2A端通过第三电阻与电源连接，通过第二电容与地连接，同时还通过第四电阻与第二光耦的输出端连接；所述第二光耦的输入端与第二防反向电路、第二防雷电路串接连接，所述第二光耦输入端正极自A+端口接收信号，所述第二光耦输入端负极自A-端口接收信号；所述第三信号处理电路包括与控制器连接的EQEP2I端，所述EQEP2I端通过第五电阻与电源连接，通过第三电容与地连接，同时还通过第六电阻与第三光耦的输出端连接；所述第三光耦的输入端与第三防反向电路、第三防雷电路串接连接，所述第三光耦输入端正极自Z+端口接收信号，所述第三光耦输入端负极自Z-端口接收信号；所述发送电路包括与控制器连接的SPI1_SCK端口，所述SPI1_SCK端口通过第七电阻与第四光耦的负极连接，所述第七电阻同时可通过第八电阻与第四光耦的正极连接，第四光耦的正极还与电源连接；同时，第四光耦的输出端一双向收发器芯片连接；所述双向收发器芯片还分别与Z+端口、Z-端口连接。进一步的，所述第一防反向电路包括第一串联肖特基对管D4，所述第一串联肖特基对管D4的引脚1与第一光耦输入端负极连接，所述第一串联肖特基对管D4的引脚3与第一光耦输入端正极连接；第二防反向电路包括第二串联肖特基对管D5，所述第二串联肖特基对管D5的引脚1与第二光耦输入端负极连接，所述第二串联肖特基对管D5的引脚3与第二光耦输入端正极连接；第三防反向电路包括第三串联肖特基对管D6，所述第三串联肖特基对管D6的引脚1与第三光耦输入端负极连接，所述第三串联肖特基对管D6的引脚3与第三光耦输入端正极连接。进一步的，所述第一防雷电路包括第一小信号二极管、第一瞬态抑制二极管、第七二极管、第八二极管发，其中，第一小信号二极管与第七二极管反向串接，第一瞬态抑制二极管与第八二极管反向串接，同时，第一小信号二极管和第八二极管的负极均与第一光耦输入端正极连接，第七二极管、第一瞬态抑制二极管的负极均与第一光耦输入端负极连接；所述第二防雷电路包括第二小信号二极管、第二瞬态抑制二极管、第九二极管、第十二极管发，其中，第二小信号二极管与第九二极管反向串接，第二瞬态抑制二极管与第十二极管反向串接，同时，第二小信号二极管和第十二极管的负极均与第二光耦输入端正极连接，第九二极管、第二瞬态抑制二极管的负极均与第二光耦输入端负极连接；所述第三防雷电路包括第三小信号二极管、第三瞬态抑制二极管、第十一二极管、第十二二极管发，其中，第三小信号二极管与第十一二极管反向串接，第三瞬态抑制二极管与第十二二极管反向串接，同时，第三小信号二极管和第十二二极管的负极均与第三光耦输入端正极连接，第十一二极管、第三瞬态抑制二极管的负极均与第三光耦输入端负极连接。进一步的，所述双向收发器芯片采用芯片SN65176BDR，芯片SN65176BDR的引脚D与第四光耦输出端连接；引脚B与端口Z-连接；引脚A与端口Z+连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种包含具有特殊结构的集成型电机驱动单元结构，该结构同时集成了被动整流单元、预充电单元、制动单元及逆变单元。所述被动整流单元用于将三相电网的交流电进行整流后通过所述预充电单元为直流母排电容充电，所述制动单元用于将电制动能量释放至制动电阻，所述逆变单元用于驱动控制一个伺服电机运转。其壳体为书本型长方体结构，在该壳体结构的顶面和底面分别设置有电源输入及制动接口、mBUS接口、MC_GPIO接口、速度传感器接口MC_CNRLA接口、电机接口并分别与内部相应功能模块对应安装，从而实现相应的控制驱动功能。本专利技术提供的电源输入及制动接口、mBUS接口、MC_GPIO接口、速度传感器接口MC_CNRLA接口、电机接口位置与其相对应的功能模块位置相对应，拥有更合理的布局，进而使得整体体积更小，另外，本结构整体外形呈书本型，其有利于模块化生产以及和其他相关的单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成型伺服电机驱动单元结构，其特征在于，包括，壳体，所述壳体为书本型长方体结构；所述壳体后端固定在散热装置上，或，所述壳体后端集成有散热装置；所述壳体顶端靠近散热装置处设置有横穿壳体的电源输入及制动接口；所述壳体顶端表面上设置有至少一个mBUS接口、至少一个MC_GPIO接口、至少一个速度传感器接口以及两个以上的顶端散热孔；所述电源输入及制动接口包括集成的电源输入接口及制动接口，所述电源输入接口用于连接外部三相电网，所述制动接口用于外接制动电阻，将电制动能量释放至该制动电阻，所述mBUS接口用于集成型电机驱动单元与中央控制单元采用mBUS总线连接，自中央控制单元接收控制指令；所述速度传感器接口用于自受控伺服电机接收速度传感器数据；所述MC_GPIO接口用于接收数字输入、脉冲输入、模拟量输入、外部Z信号，并进行数字量输出、编码器反馈脉冲输出；所述壳体底端表面设置有电机接口、至少一个MC_CNRLA接口及两个以上的底端散热孔；所述电机接口设置在壳体底端表面靠近散热装置的一侧，所述MC_CNRLA接口设置在壳体底端表面远离散热装置的一侧；所述底端散热孔均匀分布在壳体底端表面；所述MC_CNRLA接口用于MC_CNRL模块与中央控制单元的通信，所述MC_CNRL模块用于电机温度保护开关控制、硬线急停控制以及散热风扇控制；所述壳体与散热装置接触的面内侧为固定功能器件模块的面；所述功能器件模块包括被动整流单元、预充电单元、制动单元及逆变单元。...

【技术特征摘要】
1.一种集成型伺服电机驱动单元结构，其特征在于，包括，壳体，所述壳体为书本型长方体结构；所述壳体后端固定在散热装置上，或，所述壳体后端集成有散热装置；所述壳体顶端靠近散热装置处设置有横穿壳体的电源输入及制动接口；所述壳体顶端表面上设置有至少一个mBUS接口、至少一个MC_GPIO接口、至少一个速度传感器接口以及两个以上的顶端散热孔；所述电源输入及制动接口包括集成的电源输入接口及制动接口，所述电源输入接口用于连接外部三相电网，所述制动接口用于外接制动电阻，将电制动能量释放至该制动电阻，所述mBUS接口用于集成型电机驱动单元与中央控制单元采用mBUS总线连接，自中央控制单元接收控制指令；所述速度传感器接口用于自受控伺服电机接收速度传感器数据；所述MC_GPIO接口用于接收数字输入、脉冲输入、模拟量输入、外部Z信号，并进行数字量输出、编码器反馈脉冲输出；所述壳体底端表面设置有电机接口、至少一个MC_CNRLA接口及两个以上的底端散热孔；所述电机接口设置在壳体底端表面靠近散热装置的一侧，所述MC_CNRLA接口设置在壳体底端表面远离散热装置的一侧；所述底端散热孔均匀分布在壳体底端表面；所述MC_CNRLA接口用于MC_CNRL模块与中央控制单元的通信，所述MC_CNRL模块用于电机温度保护开关控制、硬线急停控制以及散热风扇控制；所述壳体与散热装置接触的面内侧为固定功能器件模块的面；所述功能器件模块包括被动整流单元、预充电单元、制动单元及逆变单元。2.如权利要求1所述的驱动单元结构，其特征在于，所述速度传感器接收电路包括物理位置固定的B+端口、B-端口、A+端口、A-端口、Z+端口、Z-端口；还包括RJ45接口，所述RJ45接口引脚8设置为为B-端口提供信号、引脚7设置为为B+端口提供信号，引脚6设置为为A-端口提供信号，引脚3设置为A+端口设置信号，引脚2设置与Z-端口互联；引脚1设置为与Z+端口互联；同时还包括第一信号处理电路、第二信号处理电路、第三信号处理电路及发送电路；所述第一信号处理电路包括与控制器连接的EQEP2B端，所述EQEP2B端通过第一电阻与电源连接，通过第一电容与地连接，同时还通过第二电阻与第一光耦的输出端连接；所述第一光耦的输入端与第一防反向电路、第一防雷电路串接连接，所述第一光耦输入端正极自B+端口接收信号，所述第一光耦输入端负极自B-端口接收信号；所述第二信号处理电路包括与控制器连接的EQEP2A端，所述EQEP2A端通过第三电阻与电源连接，通过第二电容与地连接，同时还通过第四电阻与第二光耦的输出端连接；所述第二光耦的输入端与第二防反向电路、第二防雷电路串接连接，所述第二光耦输入端正极自A+端口接收信号，所述第二光耦输入端负极自A-端...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂光炜，
申请(专利权)人：四川埃姆克伺服科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51