用于控制至少一个伺服电机的方法、相关的控制装置、机器人和计算机程序产品制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种通过变流器(1)控制至少一个伺服电机(M，M1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制至少一个伺服电机的方法、相关的控制装置、机器人和计算机程序产品


[0001]本专利技术涉及一种借助变流器控制至少一个伺服电机的方法。本专利技术还涉及相关的控制装置、机器人和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]专利文献EP2224586A1公开了一种用于控制电机驱动工业机器人的方法，该工业机器人包括至少一个驱动电机，该驱动电机由可连接到电源电压的供电电路馈电，该供电电路包括至少一个能够与电源电压连接的整流器电路、具有至少一个中间电路电容器的中间电路、以及在输出侧连接到驱动电机的桥式开关装置，该桥式开关装置为驱动电机提供交流或直流供电，其中，驱动电机的供电电路是通过用于对驱动电机进行加速和制动的控制设备进行控制。在此用于对驱动电机进行电制动的方法包括将中间电路与电源分离并将中间电路电压调节到大于零的预定值的步骤，其中，中间电路电容器在驱动电机的发电性(generatorischen)运行中被馈电。
[0003]专利文献DE102007059492B4公开了一种工业机器人，其具有机器人臂，该机器人臂具有多个轴和至少一个电驱动器，该电驱动器具有三相交流电机和操控该三相交流电机的功率电子器件，其中，功率电子器件具有驱动三相交流电机的三相逆变器和具有中间电路电容器并且上游连接三相逆变器的中间电路，该中间电路具有第一制动电阻和第一开关；其中电驱动器被设计为使相关的轴运动；其中工业机器人被设计为，在紧急制动的框架下同时借助于两个彼此独立的电流路径将三相交流电机短路，并且在紧急制动期间闭合第一开关，以将制动电阻与中间电路电容器并联，使得用于紧急制动的两个电流路径之一经过第一制动电阻。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种借助变流器控制至少一个伺服电机的方法，该方法能够特别有效和安全地工作。
[0005]本专利技术的目的通过一种借助变流器控制至少一个伺服电机的方法来实现，该变流器包括：
[0006]‑
连接到电网的输入电路，
[0007]‑
能够由输入电路馈电的直流电压中间电路，
[0008]‑
第一开关装置，其被构造为，在其接通状态下将来自输入电路的电能馈送到直流电压中间电路，并在其关断状态下停止从电网向直流电压中间电路供电，使得电能不能从电网进入到直流电压中间电路，
[0009]‑
至少一个能够从直流电压中间电路馈电的逆变器电路，其具有可操控的功率半导体开关，用于对伺服电机进行电操控，以及
[0010]‑
第二开关装置，其被构造为，在其接通状态下将来自逆变器电路的电能馈送给伺
服电机以驱动伺服电机，并在其关断状态下停止对伺服电机的驱动，使得驱动伺服电机的电能不能从逆变器电路进入到伺服电机，
[0011]所述方法包括以下步骤：
[0012]‑
监视直流电压中间电路的与输入电路连接的电路的电流流动，
[0013]‑
在出现停止信号时，关断第一开关装置，以结束从电网对直流电压中间电路的供电，
[0014]‑
在关断第一开关装置之后通过监视确定了在直流电压中间电路的与输入电路连接的电路中没有电流流动的情况下，通过操控逆变器电路的功率半导体开关以发电性制动运行的方式或者通过短路制动来制动伺服电机，以降低伺服电机的转速，
[0015]‑
在关断第一开关装置之后通过监视确定了在直流电压中间电路的与输入电路连接的电路中有电流流动的情况下，关断第二开关装置，以停止将电能从直流电压中间电路馈送到伺服电机。
[0016]虽然通常是使用变频器作为变流器，其中使用交流电压网络对变频器的直流电压中间电路馈电，但是本专利技术也可以使用在由直流电网馈电的变流器中。在这种情况下，在输入侧是不需要整流器电路的，因为在电能可能被供应给直流电压中间电路之前，由于是直流电网，因此不必对交流电压进行整流。输入电路因此可以具有非常简单的结构，并且例如可以由第一开关装置单独形成。
[0017]在当前的大多数应用中，可供使用的大功率直流电压网络并不常见，本专利技术可以在变频器的实施方式中实现，该变频器由交流电压网络馈电并具有整流器电路作为输入电路。
[0018]因此，本专利技术的目的可以特别是通过以下方法来实现，在该方法中，变流器被构造为变频器，电网是交流电压网络，并且输入电路被构造为整流器电路，该方法包括以下步骤：
[0019]‑
监视直流电压中间电路的与整流器电路连接的电路的电流流动，
[0020]‑
在出现停止信号时，关断第一开关装置，以结束从交流电压网络对直流电压中间电路的供电，
[0021]‑
在关断第一开关装置之后通过监视确定了在直流电压中间电路的与整流器电路连接的电路中没有电流流动的情况下，通过操控逆变器电路的功率半导体开关以发电性制动运行的方式或者通过短路制动来制动伺服电机，以降低伺服电机的转速，
[0022]‑
在关断第一开关装置之后通过监视确定了在直流电压中间电路的与整流器电路连接的电路中有电流流动的情况下，关断第二开关装置，以停止将电能从直流电压中间电路馈送到伺服电机。
[0023]在从交流电压网络通过输入侧整流器电路向变频器馈电的情况下，整流器电路可以被构造为受控的三相桥(B6C)，其中使用晶闸管而不是二极管作为整流元件。晶闸管是可开关元件，其在初始状态下是不导电的、即关断的，并且可以通过晶闸管的栅极电极上的控制电流被接通。在被接通之后，晶闸管即使在栅极电极上没有电流的情况下也能保持导通、即被接通。在低于最小通过电流、即所谓的保持电流时，晶闸管被关断。就此而言，在一种特别的实施方式中，第一开关装置由被构造为受控的三相桥(B6C)的整流器电路的可控晶闸管形成。
[0024]在另一种实施方式中，特别是在整流器电路作为非受控的三相桥(B6U)的实施方式中，整流器电路可以具有非可控的二极管，并且第一开关装置由单独的开关形成。该与整流器电路分离的开关也可以由半导体元件形成，但在必要时也可以由机电开关形成。与整流器电路分离的开关可以特别是具有以下优点：直流电压中间电路可以与电网电流分离。
[0025]因此，本专利技术的目的特别还通过一种借助变频器控制至少一个伺服电机的方法来实现，该变频器包括：
[0026]‑
连接到交流电压网络的整流器电路，
[0027]‑
能够从整流器电路馈电的直流电压中间电路，
[0028]‑
第一开关装置，其被构造为，在其接通状态下将来自整流器电路的电能馈送给直流电压中间电路，并且在其关断状态下将直流电压中间电路与整流器电路电性分离，使得电能不能从整流器电路进入到直流电压中间电路，
[0029]‑
至少一个能够从直流电压中间电路馈电的逆变器电路，其具有可操控的功率半导体开关，用于对伺服电机进行电操控，以及
[0030]‑
第二开关装置，其被构造为，在其接通状态下将来自逆变器电路的电能馈送给伺服电机，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过变流器(1)控制至少一个伺服电机(M，M1
‑
M6)的方法，所述变流器包括：
‑
连接到电网(2)的输入电路(3)，
‑
能够由所述输入电路(3)馈电的直流电压中间电路(4)，
‑
第一开关装置(21，21a)，其被构造为，在其接通状态下将来自所述输入电路(3)的电能馈送到所述直流电压中间电路(4)，并且在其关断状态下停止从所述电网(2)向所述直流电压中间电路(4)供电，使得没有电能从所述电网(2)进入到所述直流电压中间电路(4)，
‑
至少一个能够由所述直流电压中间电路(4)馈电的逆变器电路(7)，该逆变器电路具有可操控的功率半导体开关(S1
‑
S6)，用于电操控所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，以及
‑
第二开关装置(22，22a)，其被构造为，在其接通状态下将来自所述逆变器电路(7)的电能馈送到所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，以驱动所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，并且在其关断状态下停止驱动所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，使得没有驱动所述伺服电机(M，M1
‑
M6)的电能从所述逆变器电路(7)进入到所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，所述方法包括以下步骤：
‑
监视所述直流电压中间电路(4)的与所述输入电路(3)连接的电路中的电流流动，
‑
在出现停止信号时，关断所述第一开关装置(21，21a)，以便结束从所述电网(2)对所述直流电压中间电路(4)的供电，
‑
如果在关断所述第一开关装置(21，21a)之后通过所述监视确定在所述直流电压中间电路(4)的与所述输入电路(3)连接的电路中没有电流流动，则通过操控所述逆变器电路(7)的所述功率半导体开关(S1
‑
S6)以发电性制动运行的方式或者通过短路制动来制动所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，以便降低所述伺服电机(M，M1
‑
M6)的转速，
‑
如果在所述关断第一开关装置(21，21a)之后通过所述监视确定在所述直流电压中间电路(4)的与所述输入电路(3)连接的电路中有电流流动，则关断所述第二开关装置(22，22a)，以便停止将电能从所述直流电压中间电路(4)馈送到所述伺服电机(M，M1
‑
M6)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述变流器(1)构造为变频器(1a)，所述电网(2)是交流电压网络(2a)，并且将所述输入电路(3)构造为整流器电路(3a)，所述方法包括以下步骤：
‑
监视所述直流电压中间电路(4)的与所述整流器电路(3a)连接的电路中的电流流动，
‑
在出现停止信号时，关断所述第一开关装置(21，21a)，以便结束从所述交流电压网络(2a)对所述直流电压中间电路(4)的供电，
‑
如果在关断所述第一开关装置(21，21a)之后通过所述监视确定在所述直流电压中间电路(4)的与所述整流器电路(3a)连接的电路中没有电流流动，则通过操控所述逆变器电路(7)的所述功率半导体开关(S1
‑
S6)以发电性制动运行的方式或者通过短路制动来制动所述伺服电机(M，M1
‑
M6)，以便降低所述伺服电机(M，M1
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M6)的转速，
‑
如果在关断第一开关装置(21，21a)之后通过所述监视确定在所述直流电压中间电路(4)的与所述整流器电路(3a)连接的电路中有电流流动，则关断所述第二开关装置(22，22a)，以便停止将电能从所述直流电压中间电路(4)馈送到所述伺服电机(M，M1
‑
M6)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述直流电压中间电路(4)的连接到所述整流器电路(3)的电路中的电流流动的监视通过在该电路的将所述整流器电路(3)与所述直流电压中间电路(4)连接的两个线路(23，24)之一中进行单次电流测量来实现。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述直流电压中间电路(4)的连接到所述整流器电路(3)上的电路中的电流流动的监视通过双重电流测量来冗余地执行，即，不仅是在所述电路的将所述整流器电路(3)与所述直流电压中间电路(4)相连接的一线路(23)...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：库卡德国有限公司，
类型：发明
国别省市：