一种空间机械臂的馈能回收装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种空间机械臂的馈能回收装置及控制方法，在机械臂的伺服电机减速或者制动时，能够将伺服电机产生的馈能充电到储能电容中。在机械臂的伺服电机加速时，能够将储能电容中存储的电能放电到驱动电源母线上。与此同时，在储能电容无法完全吸收馈能时，可以通过连通泄放电阻将未消耗的电能转换为热能。通过连通泄放电阻将未消耗的电能转换为热能。通过连通泄放电阻将未消耗的电能转换为热能。

【技术实现步骤摘要】
一种空间机械臂的馈能回收装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及空间飞行器
，特别是一种空间机械臂的馈能回收装置及控制方法。

技术介绍

[0002]安装于空间飞行器上的机械臂，通常利用伺服电机驱动机械臂关节，以实现机械臂的高精度驱动和快速响应速度的要求。机械臂动作的电能由空间飞行器的电源系统提供。当伺服电机减速或制动时，电机处于再生发电状态，由伺服电机向伺服驱动器的直流母线电能和电源系统回馈能量。如果电源系统不能及时将电机回馈的电能吸收掉，会造成直流母线电能的电压泵升，严重时会损坏MOSFET，IGBT等功率器件以及空间飞行器的电源系统。
[0003]因此，目前亟需提供一种能够高效率吸收伺服电机馈能的回收装置及控制方法。

技术实现思路

[0004]针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种空间机械臂的馈能回收装置及控制方法，在机械臂的伺服电机减速或者制动时，能够将伺服电机产生的馈能充电到储能电容中。在机械臂的伺服电机加速时，能够将储能电容中存储的电能放电到驱动电源母线上。与此同时，在储能电容无法完全吸收馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间机械臂的馈能回收装置，其特征在于，包括驱动电源母线、驱动电源母线接口、充放电电路、储能电容、泄放电阻、功率开关和电机驱动电路；所述驱动电源母线接口设置于所述驱动电源母线输入端，用于与空间飞行器的电源系统连接以获得驱动电源；所述充放电电路与所述储能电容并联在所述驱动电源母线，所述储能电容通过所述充放电电路充放电；所述泄放电阻和所述电机驱动电路分别通过所述功率开关并联在所述驱动电源母线；当所述电机驱动电路与所述功率开关连通时，在机械臂的伺服电机减速或者制动状态下，伺服电机产生的馈能通过所述电机驱动电路回馈到所述驱动电源母线，所述充放电电路用于将至少部分多余的电能储存在所述储能电容；在机械臂的伺服电机加速状态下，伺服电机能够通过所述电机驱动电路获取所述驱动电源母线的电能，所述充放电电路将所述储能电容的存储的电能释放提供给伺服电机；当所述泄放电阻与所述功率开关连通时，能够将无法被所述储能电容吸收的馈能转换为热能释放。2.根据权利要求1所述的空间机械臂的馈能回收装置，其特征在于，还包括驱动电源母线电容；所述驱动电源母线电容并联在所述驱动电源母线，且设置于所述驱动电源母线接口和所述电机驱动电路之间。3.根据权利要求2所述的空间机械臂的馈能回收装置，其特征在于，所述充放电电路包括充放电控制单元和分别与所述充放电控制单元连接的驱动电源母线电压测量单元、功率开关电路、充放电电流测量单元以及储能电容电压测量单元；所述驱动电源母线电压测量单元并联于所述驱动电源母线，用于采集所述驱动电源母线的电压；所述充放电电流测量单元与所述功率开关电路串联设置，用于采集所述充放电电路内的充电电流或放电电流；所述储能电容电压测量单元并联设置于所述储能电容两端，用于采集所述储能电容的电压；所述功率开关电路在所述充放电控制单元的控制下改变电路连接关系，能够将馈能从驱动电源母线充电到储能电容中，或者将储能电容中储存的电能放电到驱动电源母线上。4.根据权利要求3所述的空间机械臂的馈能回收装置，其特征在于，所述功率开关电路包括第一功率开关、第一续流二极管、第二功率开关、第二续流二极管和储能电感；所述第一功率开关的栅极与所述充放电控制单元连接，其漏极与所述驱动电源母线的正线连接，其源极与所述储能电感连接；所述第一续流二极管的阳极与所述第一功率开关的源极连接，所述第一续流二极管的阴极与所述第一功率开关的漏极连接；所述第二功率开关的栅极与所述充放电控制单元连接，其漏极与所述储能电感连接，其源极与所述驱动电源母线的负线连接；所述第二续流二极管的阳极与所述第二功率开关的源极连接，所述第二续流二极管的阴极与所述第二功率开关的漏极连接。5.根据权利要求4所述的空间机械臂的馈能回收装置，其特征在于，当所述充放电控制单元提供PWM信号至所述第一功率开关使其导通时，电流通过所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑书强，赵明，张晓燕，路斯成，
申请(专利权)人：上海蓝箭鸿擎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：