一种交流伺服驱动器主回路制造技术

一种交流伺服驱动器主回路由软启动电路，IPM驱动电路和吸收电路组成。一种交流伺服驱动器主回路，IPM作为一种高效的功率器件在交流伺服系统使用，其驱动电路简单、开发周期短、可靠性高的特点。

Main circuit of AC servo driver

The utility model relates to an AC servo driver, a main return circuit, a soft starting circuit, a IPM drive circuit and an absorption circuit. A main circuit of AC servo driver, IPM is used as an efficient power device in AC servo system. Its driving circuit is simple, the development cycle is short, and the reliability is high.

【技术实现步骤摘要】
一种交流伺服驱动器主回路
本专利技术涉及一种交流伺服驱动器主回路。
技术介绍
交流伺服系统主回路基本上都采用“交-直-交”的电路结构。“交-直-交”结构的交流伺服系统可以分为整流电路、逆变电路和中间的连接电路。输入为三相交流电，先经全桥整流电路整流成直流电，然后又经逆变电路“逆变”成频率和电压可变的三相交流电供给电机。一般的交流伺服系统主回路驱动电路比较复杂、开发周期时间长、可靠性及其稳定性效果不佳。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术设计了一种交流伺服驱动器主回路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种交流伺服驱动器主回路由软启动电路，IPM驱动电路和吸收电路组成。所述软启动电路，在母线中串联一个软启动电路可以减缓电容充电电流的速度。软启动电路由限流电阻或限流电感和旁路开关组成，这个软启动电路接在整流电路的N端和逆变电路的N端之间。在系统上电之前，旁路开关处于断开状态，当系统上电开关闭合后，限流电阻或限流电感限制流过整流桥和电容的电流。所述IPM驱动电路，IPM的驱动电路共需要4路独立隔离的+15V稳压电源，上3路桥臂每相需要1路独立电源，下3路桥臂共用1路独立电源。DH01是控制U相上桥臂导通的SVPWM信号，经R22限流，再经高速光耦U22隔离并放大后接入IPM内部驱动电路，控制U相上桥臂的开关管导通工作。所述吸收电路，IPM在高频开关时，由于关断浪涌和二极管恢复浪涌的影响，会在IPM的P、N两端产生很高的瞬变电压，在极端情况下可能会超过VCES而损坏IPM。吸收电路的作用就是控制关断和二极管恢复浪涌，以保护器件的安全可靠运行。其关断电压特性主要受母线电感，吸收回路自身的杂散电感和箝位二极管的恢复特性的影响。本专利技术的有益效果是，一种交流伺服驱动器主回路，IPM作为一种高效的功率器件在交流伺服系统使用，其驱动电路简单、开发周期短、可靠性高的特点。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是伺服系统主回路电路图。图2是软启动电路图。图3是IPM驱动电路图。图4是吸收电路结构图。具体实施方式在图1中，“交-直-交”结构的交流伺服系统可以分为整流电路、逆变电路和中间的连接电路。左边的二极管阵列D1～D6为整流电路，它将电网输入的三相交流电整流成直流电。C1、C2、R1和R2组成了储能滤波电路，将整流输出的直流电平波输出。R3和SW1组成了软启动电路，在上电的瞬间，电容C1和C2在回路中相当于短路，这将产生极大的冲击电流，在极端情况下，可能损坏回路中的整流桥和熔断器。IGBT阵列Q1～Q7组成了逆变电路和制动电路，逆变电路Q1～Q6在控制信号的驱动下，将整流出的直流电逆变成频率和电压可变的交流电输送给电动机。而Q7用于制动电路，在电机因降速或者制动时，其工作于发电机状态，母线上的电压将会被升高，称作“泵升”电压。控制信号检测到这个“泵升”电压后，驱动Q7打开，把这部分“泵升”的电压通过电阻R4消耗掉。在图2中，由限流电阻和晶闸管作为旁路开关组成的软启动电路，系统上电后，储能电容C13、C14通过限流电阻R13充电。电阻网络R11、R12、RV1组成母线电压取样电路，当母线电压上升升到某一值时，调节RV1，使得光耦U1导通，则继电器RELAY1得电吸合。有+24V电源和电阻R14提供的50mA开通电流注入晶闸管的控制端，使得晶闸管打开，将限流电阻R13短路掉。主回路的电流路径将经过晶闸管。R11和R12阻值的选择参考光耦U1的前向导通电流和继电器RELAY1的吸合电流。限流电阻的选取：对于容量较小的系统，限流电阻取值为50～100；对于容量较大的系统，限流电阻取值为10～40。由软启动电路工作的原理可知，限流电阻中的充电电流是衰减得很快的，并且很快被晶闸管短路，通电的时间很短。因此，限流电阻的容量不必太大，通常，取50～100W即可。电阻值小者取大值，电阻值大者取小值。本专利技术中的限流电阻R13选取的是100/50W的陶瓷电阻。在图3中，DH01是控制U相上桥臂导通的SVPWM信号，经R22限流，再经高速光耦U22隔离并放大后接入IPM内部驱动电路，控制U相上桥臂的开关管导通工作。U相故障信号UFO信号也经过光耦U21隔离后输出。IPM的驱动电路共需要4路独立隔离的+15V稳压电源，上3路桥臂每相需要1路独立电源，下3路桥臂共用1路独立电源。其中VUP1和VUPC是U相上桥臂的驱动电源，且接一个10uF的钽电容C22和一个0.1uF的瓷片电容C21用于退耦，以滤去共模噪声。R22根据控制电路输出电平和光耦HCPL4504的特性选取，DSP产生的控制信号为TTL电平，高电平时约为4.0V，光耦的输入前向压降VF为1.5V，前向电流12～16mA，所以R22取值为(4。0-1。5)/12·103约等于200。故障信号UFO的输出电路参考IPM电路，其输出光耦采用PS2702低速光耦。在图4中，吸收电路结构图，以C电路为例，其关断电压特性主要受母线电感，吸收回路自身的杂散电感和箝位二极管的恢复特性的影响。最初的电压尖峰主要由吸收回路的杂散电感和箝位二极管的正向恢复特性决定，如果二极管的正向恢复时间很短，那么这个尖峰电压就主要是由吸收回路的杂散电感引起的。，大功率主回路要求吸收电路的寄生电感尽量小。第1个尖峰电压产生后，下一个尖峰电压由电阻对电容充电产生。这个尖峰电压的产生是母线寄生电感和吸收电容的共同产生的。由能量守恒定律知，母线电感产生的能量应该和电容吸收的能量相同，。从上述推导可以知道，母线寄生电感越大，开关工作电流越大，吸收电路的电容也越大；IGBT模块的安全工作区越大，即可容许“泵升”电压越高，则吸收电路的电容将越小。C电路的时间常数为系统开关周期的1/3，假设系统的开关频率为10kHz，即开关周期为100μs，则C电路的时间常数为33μs。电容量一般按照每100A电流用1μF的电容选择，采用美国CDE无感电容。现假设系统用电容为1μF，则电阻值选择为33，一般用2～5W的水泥电阻。二极管需要选择快恢复二极管，恢复时间小于300ns为佳，本系统选择Philips公司的快恢复二极管BY329-1200。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流伺服驱动器主回路由软启动电路，IPM驱动电路和吸收电路组成。

【技术特征摘要】
1.一种交流伺服驱动器主回路由软启动电路，IPM驱动电路和吸收电路组成。2.根据权利要求1所述的一种交流伺服驱动器主回路，其特征是所述软启动电路由限流电阻或限流电感和旁路开关组成。3.根据权利要求1所述的一种交流伺服驱动器主回路，其特征是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢筱丹，
申请(专利权)人：邢筱丹，
类型：发明
国别省市：辽宁,21