一种伺服压力机驱动系统技术方案

本申请公开了一种伺服压力机驱动系统，逆变器的信号输出端与压力机用伺服永磁同步电机的输入端电连接，逆变器的输入端与有源前端模块的输出端电连接，LC滤波分别与进线电源和PFC电抗的第一端电连接，上电缓冲电路的两端分别与PFC电抗的第二端和有源前端模块的输入端电连接。LC滤波器可以有效滤除进线侧电流、电压谐波，提高功率因数，PFC电抗可以实现能量的充能释放，上电缓冲电路控制电感充能的时间及次数可以控制母线电压的高低。当直流母线电压升高时，有源前端模块能够将电能回馈给电网，释放能量，避免了引过压造成的停机故障出现，有利于伺服压力机连续、平稳的完成冲压工序。

A driving system of servo press

【技术实现步骤摘要】
一种伺服压力机驱动系统
本申请涉及电气控制
，具体涉及一种伺服压力机驱动系统。
技术介绍
近年来，随着我国汽车工业的成长，我国已成为世界第一汽车生产和消费国，作为汽车四大工艺之首的冲压成形在汽车制造业中占据重要的地位。随着劳动力成本的不断上升，人们对汽车消费的多元化需求，汽车制造业对设备生产效率和柔性化提出了越来越高的要求。伺服压力机因其优异的性能被广泛应用于板件成型加工领域。伺服压力机由伺服电机直接驱动并提供冲压能量，滑块运行工艺曲线可任意编程，其成型速度和成型力可根据冲压件材料及复杂形状进行精确的调整和控制，为各种成形工艺的优化提供了可能。在伺服压力机中，伺服控制系统、伺服驱动系统与伺服电机起着至关重要的作用，它很大程度上决定着伺服压力机的性能。作为压力机的核心控制系统，交流伺服驱动系统也有着不断地发展，大多数交流驱动器为伺服控制器，结构上包括整流部分、储能电容部分和逆变部分，采用该结构的伺服控制器虽然能够实现伺服压力机的一般基本功能，但在应对冲压过程中出现的特殊工况时性能会有些欠缺，如在压力机冲压工件瞬间，电机瞬时以最大过载功率运行，势必会造成驱动设备前端网侧电流冲击，增加网侧谐波含量，可能引起跳闸等事故，另外，冲压过程中滑块频繁加减速造成对供电电网冲击及能源损耗大，当处于发电制动状态时，直流母线电压将会快速升高，出现过压故障，严重时会导致电气元件损坏，在伺服压力机工作过程中还要考虑负载量的波动，驱动控制器应能及时反馈速度、电流信息。一般应用中，受限于伺服电机的容量限制，往往是多台伺服电机共同完成冲压过程，导致驱动器在控制过程中需要及时响应，从而确保多台伺服电机间的功率平衡，频繁的负载波动对驱动器的控制性能要求较为苛刻，容易增加工件的次品率。
技术实现思路
本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本申请实施例提供了一种伺服压力机驱动系统，包括：压力机用伺服永磁同步电机和逆变器，所述逆变器的信号输出端与所述压力机用伺服永磁同步电机的输入端电连接，所述逆变器的输入端与有源前端模块的输出端电连接，所述有源前端模块与进线电源之间依次设置有LC滤波电路、PFC电抗和上电缓冲电路，所述LC滤波分别与进线电源和所述PFC电抗的第一端电连接，所述上电缓冲电路的两端分别与所述PFC电抗的第二端和所述有源前端模块的输入端电连接。采用上述实现方式，LC滤波器可以有效滤除进线侧电流、电压谐波，提高功率因数，PFC电抗可以实现能量的充能释放，上电缓冲电路控制电感充能的时间及次数可以控制母线电压的高低。当直流母线电压升高时，有源前端模块能够将电能回馈给电网，释放能量，避免了引过压造成的停机故障出现，有利于伺服压力机连续、平稳的完成冲压工序。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述逆变器与所述有源前端模块之间设置有直流母线，所述直流母线分别与所述有源前端模块的输出端和所述逆变器的输入端电连接，所述直流母线上设置有储能电容。结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述有源前端模块内设置有控制、驱动板和多个IGBT模块，所述控制、驱动板与所述IGBT模块通信连接，用于驱动所述IGBT的工作。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述IGBT模块包括第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块，每个IGBT模块均包括一个IGBT和一个续流二极管，其中IGBT的发射极与续流二极管的阳极电连接，IGBT的集电极与续流二极管的阴极电连接，所述第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块中的IGBT的集电极依次电连接，所述第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块中的IGBT的集电极依次电连接，所述第一IGBT模块中的IGBT的发射极与所述第四IGBT模块中的IGBT的集电极电连接，所述第二IGBT模块中的IGBT的发射极与所述第五IGBT模块中的IGBT的集电极电连接，所述第三IGBT模块中的IGBT的发射极与所述第六IGBT模块中的IGBT的集电极电连接，所述第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块中IGBT的集电极均与所述上电缓冲电路电连接。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述LC滤波器包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电感的第一端与进线电源的R相电连接，所述第一电感的第二端和所述第一电容的第一端分别所述PFC电抗电连接；所述第二电感的第一端与进线电源的S相电连接，所述第二电感的第二端和所述第二电容的第一端分别所述PFC电抗电连接，所述第三电感的第一端与进线电源的T相电连接，所述第三电感的第二端和所述第三电容的第一端分别所述PFC电抗电连接；所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第一端电连接，所述第三电容的第二端与所述第一电容的第一端电连接。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述PFC电抗包括第四电感、第五电感和第六电感，所述第四电感的第一端与所述第一电感的第二端和所述第一电容的第一端电连接，所述第五电感的第一端与所述第二电感的第二端和所述第二电容的第一端电连接，所述第六电感的第一端与所述第三电感的第二端和所述第三电容的第一端电连接；所述第四电感、第五电感和第六电感的第二端均与所述上电缓冲电路电连接。结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述上电缓冲电路包括上电缓冲接触器、第一缓冲电阻、第二缓冲电阻和第三缓冲电阻，所述上电缓冲接触器包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端，所述第一输入端与所述第四电感的第二端电连接，所述第二输入端与所述第五电感的第二端电连接，所述第三输入端与所述第六电感的第二端电连接；所述第一输出端分别与所述第一IGBT模块中IGBT的发射极和所述第四IGBT模块中IGBT的集电极电连接，所述第二输出端分别与所述第二IGBT模块中IGBT的发射极和所述第五IGBT模块中IGBT的集电极电连接，所述第三输出端分别与所述第三IGBT模块中IGBT的发射极和所述第六IGBT模块中IGBT的集电极电连接；所述第一缓冲电阻的第一端与所述第四电感的第二端电连接，第二端分别与所述第一IGBT模块中IGBT的发射极和所述第四IGBT模块中IGBT的集电极电连接；所述第二缓冲电阻的第一端与所述第五电感的第二端电连接，第二端分别与所述第二IGBT模块中IGBT的发射极和所述第五IGBT模块中IGBT的集电极电连接；所述第三缓冲电阻的第一端与所述第六电感的第二端电连接，第二端分别与所述第三IGBT模块中IGBT的发射极和所述第六IGBT模块中IGBT的集电极电连接。结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述有源前端模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服压力机驱动系统，其特征在于，包括：压力机用伺服永磁同步电机和逆变器，所述逆变器的信号输出端与所述压力机用伺服永磁同步电机的输入端电连接，所述逆变器的输入端与有源前端模块的输出端电连接，所述有源前端模块与进线电源之间依次设置有LC滤波电路、PFC电抗和上电缓冲电路，所述LC滤波分别与进线电源和所述PFC电抗的第一端电连接，所述上电缓冲电路的两端分别与所述PFC电抗的第二端和所述有源前端模块的输入端电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种伺服压力机驱动系统，其特征在于，包括：压力机用伺服永磁同步电机和逆变器，所述逆变器的信号输出端与所述压力机用伺服永磁同步电机的输入端电连接，所述逆变器的输入端与有源前端模块的输出端电连接，所述有源前端模块与进线电源之间依次设置有LC滤波电路、PFC电抗和上电缓冲电路，所述LC滤波分别与进线电源和所述PFC电抗的第一端电连接，所述上电缓冲电路的两端分别与所述PFC电抗的第二端和所述有源前端模块的输入端电连接。


2.根据权利要求1所述的伺服压力机驱动系统，其特征在于，所述逆变器与所述有源前端模块之间设置有直流母线，所述直流母线分别与所述有源前端模块的输出端和所述逆变器的输入端电连接，所述直流母线上设置有储能电容。


3.根据权利要求1所述的伺服压力机驱动系统，其特征在于，所述有源前端模块内设置有控制、驱动板和多个IGBT模块，所述控制、驱动板与所述IGBT模块通信连接，用于驱动所述IGBT的工作。


4.根据权利要求3所述的伺服压力机驱动系统，其特征在于，所述IGBT模块包括第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块，每个IGBT模块均包括一个IGBT和一个续流二极管，其中IGBT的发射极与续流二极管的阳极电连接，IGBT的集电极与续流二极管的阴极电连接，所述第一IGBT模块、第二IGBT模块和第三IGBT模块中的IGBT的集电极依次电连接，所述第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块中的IGBT的集电极依次电连接，所述第一IGBT模块中的IGBT的发射极与所述第四IGBT模块中的IGBT的集电极电连接，所述第二IGBT模块中的IGBT的发射极与所述第五IGBT模块中的IGBT的集电极电连接，所述第三IGBT模块中的IGBT的发射极与所述第六IGBT模块中的IGBT的集电极电连接，所述第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块、第四IGBT模块、第五IGBT模块和第六IGBT模块中IGBT的集电极均与所述上电缓冲电路电连接。


5.根据权利要求4所述的伺服压力机驱动系统，其特征在于，所述LC滤波器包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电感的第一端与进线电源的R相电连接，所述第一电感的第二端和所述第一电容的第一端分别所述PFC电抗电连接；所述第二电感的第一端与进线电源的S相电连接，所述第二电感的第二端和所述第二电容的第一端分别所述PFC电抗电连接，所述第三电感的第一端与进线电源的T相电连接，所述第三电感的第二端和所述第三电容的第一端分别所述PFC电抗电连接；所述第一电容的第二端与所述第二电容的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张媛，吴在超，白少松，吴建喜，王强，徐然然，赵文晓，胡延鹏，
申请(专利权)人：山东欧瑞安电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37