一种伺服电机节能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种伺服电机节能控制系统，包括电抗器、浪涌控制器、三相全桥可控整流器、有源逆变器、中央处理器和DSP电源，所述有源逆变器分别连接浪涌控制器、三相全桥可控整流器、电压电流检测模块、故障保护输出模块、隔离驱动电路、储能电容、无源逆变变频器和直流电压检测模块，储能电容还连接三相全桥可控整流桥另一端，所述无源逆变变频器还连接伺服电机群组。本发明专利技术伺服电机节能控制系统，通过将伺服电机群组频繁制动时产生的再生能量储存于储能电容中，当储能电容两端电压达到限定值时，由中央控制器启动有源逆变器，将储存于储能电容中的能量以SPWM波的形式反馈回电网，有效节约了能源。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服电机节能控制系统
本专利技术涉及伺服电机，具体是一种伺服电机节能控制系统。
技术介绍
伺服电机受电运行时，是以电动机的方式运行，从电网吸收能量；伺服电机制动过程中，是以发电机的方式运行，往外反向输出能量。如何将伺服电机在运行过程中快速制动和频繁正反转时所产生的再生能量加以回收利用，对于节能有很大价值。当今最常用的解决方案是利用电力电子技术，将半控型晶闸管器件用于整流、逆变电路，以控制导通角的方式，把电机制动时的再生能量逆变送回电网。这种技术相当成熟，但存在诸多缺点：首先，由于采用半控型晶闸管器件，若逆变角控制不当，或晶闸管发生故障、触发电路工作不可靠、换相裕量角不足等，均易导致逆变过程失败。其次，晶闸管相控整流电路位移因数、基波因数较低，导致电网电能波形畸变严重，波形中的谐波分量较大，电路功率因数很低，大大降低了再生电能的回馈质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种伺服电机节能控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种伺服电机节能控制系统，包括电抗器、浪涌控制器、三相全桥可控整流器、有源逆变器、中央处理器和DSP电源，所述有源逆变器分别连接浪涌控制器、三相全桥可控整流器、电压电流检测模块、故障保护输出模块、隔离驱动电路、储能电容、无源逆变变频器和直流电压检测模块，储能电容还连接三相全桥可控整流桥另一端，所述无源逆变变频器还连接伺服电机群组，所述浪涌控制器还通过电抗器连接交流电网，所述故障保护输出模块还连接中央处理器，中央处理器还分别连接电压电流检测模块另一端、DSP电源、直流电压检测模块另一端和信号处理模块，信号处理模块还连接驱动隔离电路另一端；所述DSP电源包括输入滤波单元、整流单元、逆变桥、驱动电路、变压器T、DSP控制器、接口模块、触摸屏和电压采样模块，所述DSP控制器分别连接驱动电路、接口模块、温度采样电路、电流采样电路和电压采样模块，所述输入滤波单元一端连接220V交流电，输入滤波单元还连接整流单元，整流单元还连接逆变桥，逆变桥还分别连接驱动电路另一端和变压器T，变压器T还连接输出滤波单元，输出滤波单元还分别连接输出端、温度采样电路另一端、电流采样电路另一端和电压采样模块另一端；所述电压采样模块包括电阻R1、变压器T、电容C1和运放U1，变压器T线圈L1两端分别连接220V交流电两端，变压器T线圈L2一端分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1另一端分别连接电阻R3和变压器T线圈L2另一端，电阻R3另一端分别连接运放U1同相端、电阻R4和电容C2，电容C2另一端连接电阻R4另一端并接地，所述电阻R2另一端分别连接电阻R5、运放U1反相端和电容C1，电容C1另一端分别连接电阻R5另一端、电阻R6和运放U1输出端，电阻R6另一端分别连接输出端Vo、二极管D1负极和电容C3，电容C3另一端连接二极管D1正极并接地；所述DSP控制器采用TMS320F2812。作为本专利技术进一步的方案：所述中央处理器采用TMS320F2812。作为本专利技术进一步的方案：所述隔离驱动电路采用IGBT隔离驱动电路。作为本专利技术再进一步的方案：所述无源逆变变频器采用IGBT电压型无源逆变变频器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术伺服电机节能控制系统，通过将伺服电机群组频繁制动时产生的再生能量储存于储能电容中，当储能电容两端电压达到限定值时，由中央控制器启动有源逆变器，将储存于储能电容中的能量以SPWM波的形式反馈回电网，有效节约了能源。附图说明图1为伺服电机节能控制系统的电路结构框图；图2为伺服电机节能控制系统中DSP电源的电路原理框图；图3为伺服电机节能控制系统中电压采样模块的电路图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅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。请参阅图1~3，本专利技术实施例中，一种伺服电机节能控制系统，包括电抗器、浪涌控制器、三相全桥可控整流器、有源逆变器、中央处理器和DSP电源，所述有源逆变器分别连接浪涌控制器、三相全桥可控整流器、电压电流检测模块、故障保护输出模块、隔离驱动电路、储能电容、无源逆变变频器和直流电压检测模块，储能电容还连接三相全桥可控整流桥另一端，所述无源逆变变频器还连接伺服电机群组，所述浪涌控制器还通过电抗器连接交流电网，所述故障保护输出模块还连接中央处理器，中央处理器还分别连接电压电流检测模块另一端、DSP电源、直流电压检测模块另一端和信号处理模块，信号处理模块还连接驱动隔离电路另一端；所述DSP电源包括输入滤波单元、整流单元、逆变桥、驱动电路、变压器T、DSP控制器、接口模块、触摸屏和电压采样模块，所述DSP控制器分别连接驱动电路、接口模块、温度采样电路、电流采样电路和电压采样模块，所述输入滤波单元一端连接220V交流电，输入滤波单元还连接整流单元，整流单元还连接逆变桥，逆变桥还分别连接驱动电路另一端和变压器T，变压器T还连接输出滤波单元，输出滤波单元还分别连接输出端、温度采样电路另一端、电流采样电路另一端和电压采样模块另一端；所述电压采样模块包括电阻R1、变压器T、电容C1和运放U1，变压器T线圈L1两端分别连接220V交流电两端，变压器T线圈L2一端分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1另一端分别连接电阻R3和变压器T线圈L2另一端，电阻R3另一端分别连接运放U1同相端、电阻R4和电容C2，电容C2另一端连接电阻R4另一端并接地，所述电阻R2另一端分别连接电阻R5、运放U1反相端和电容C1，电容C1另一端分别连接电阻R5另一端、电阻R6和运放U1输出端，电阻R6另一端分别连接输出端Vo、二极管D1负极和电容C3，电容C3另一端连接二极管D1正极并接地；所述DSP控制器采用TMS320F2812；所述中央处理器采用TMS320F2812；所述隔离驱动电路采用IGBT隔离驱动电路；所述无源逆变变频器采用IGBT电压型无源逆变变频器。本专利技术的工作原理是：请参阅图1，伺服电机群组频繁制动时产生的再生能量储存于储能电容中，当储能电容两端电压达到限定值时，由中央控制器启动有源逆变器，将储存于储能电容中的能量以SPWM波的形式反馈回电网，有效节约了能源。在实时控制过程中，为了产生和电网同步的SPWM波信号，需要对交流电网电压电流实施跟踪采样，这采用电压电流采样模块完成，本设计采用霍尔传感器采集信号，为提高信号采集质量，需经过一阶滤波器、限幅电路和射极跟随器连接到中央处理器的模拟输入信号引脚上，霍尔传感器输出信号电压为0～5V，而TMS320F2812模拟输入信号电压范围为0～3V，这就要求电路必须进行电平转换，本设计采用电阻分压实现电平转换。采样信号到达中央处理器的模拟输入信号引脚上后，由中央控制器内部A/D转换电路实行信号转换，TMS320F2812ADC模块是一个12位的带流水线的模数转换器(ADC)，模数转换单元的模拟电路包括前向模拟多路复用开关(MUXs)、采样/保持(S/H)电路、变换内核、电压参考以及其它辅助模拟电路。ADC模块有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服电机节能控制系统，包括电抗器、浪涌控制器、三相全桥可控整流器、有源逆变器、中央处理器和DSP电源，其特征在于，所述有源逆变器分别连接浪涌控制器、三相全桥可控整流器、电压电流检测模块、故障保护输出模块、隔离驱动电路、储能电容、无源逆变变频器和直流电压检测模块，储能电容还连接三相全桥可控整流桥另一端，所述无源逆变变频器还连接伺服电机群组，所述浪涌控制器还通过电抗器连接交流电网，所述故障保护输出模块还连接中央处理器，中央处理器还分别连接电压电流检测模块另一端、DSP电源、直流电压检测模块另一端和信号处理模块，信号处理模块还连接驱动隔离电路另一端；所述DSP电源包括输入滤波单元、整流单元、逆变桥、驱动电路、变压器T、DSP控制器、接口模块、触摸屏和电压采样模块，所述DSP控制器分别连接驱动电路、接口模块、温度采样电路、电流采样电路和电压采样模块，所述输入滤波单元一端连接220V交流电，输入滤波单元还连接整流单元，整流单元还连接逆变桥，逆变桥还分别连接驱动电路另一端和变压器T，变压器T还连接输出滤波单元，输出滤波单元还分别连接输出端、温度采样电路另一端、电流采样电路另一端和电压采样模块另一端；所述电压采样模块包括电阻R1、变压器T、电容C1和运放U1，变压器T线圈L1两端分别连接220V交流电两端，变压器T线圈L2一端分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1另一端分别连接电阻R3和变压器T线圈L2另一端，电阻R3另一端分别连接运放U1同相端、电阻R4和电容C2，电容C2另一端连接电阻R4另一端并接地，所述电阻R2另一端分别连接电阻R5、运放U1反相端和电容C1，电容C1另一端分别连接电阻R5另一端、电阻R6和运放U1输出端，电阻R6另一端分别连接输出端Vo、二极管D1负极和电容C3，电容C3另一端连接二极管D1正极并接地；所述DSP控制器采用TMS320F2812。...

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机节能控制系统，包括电抗器、浪涌控制器、三相全桥可控整流器、有源逆变器、中央处理器和DSP电源，其特征在于，所述有源逆变器分别连接浪涌控制器、三相全桥可控整流器、电压电流检测模块、故障保护输出模块、隔离驱动电路、储能电容、无源逆变变频器和直流电压检测模块，储能电容还连接三相全桥可控整流桥另一端，所述无源逆变变频器还连接伺服电机群组，所述浪涌控制器还通过电抗器连接交流电网，所述故障保护输出模块还连接中央处理器，中央处理器还分别连接电压电流检测模块另一端、DSP电源、直流电压检测模块另一端和信号处理模块，信号处理模块还连接驱动隔离电路另一端；所述DSP电源包括输入滤波单元、整流单元、逆变桥、驱动电路、变压器T、DSP控制器、接口模块、触摸屏和电压采样模块，所述DSP控制器分别连接驱动电路、接口模块、温度采样电路、电流采样电路和电压采样模块，所述输入滤波单元一端连接220V交流电，输入滤波单元还连接整流单元，整流单元还连接逆变桥，逆变桥还分别连接驱动电路另一端和变压器T，变压器T还连接输出滤波单元，输出滤波单元还分别连接输出端、...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬保卫，陈贵宾，孙红兵，陈华宝，戴金桥，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32