伺服驱动器的动态制动控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114123867A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111411042.0(22)申请日2021.11.25(71)申请人上海铼钠克数控科技有限公司地址200241上海市闵行区东川路555号丙楼5124室(72)发明人奚乐菲袁再松(74)专利代理机构上海弼兴律师事务所31283代理人胡美强(51)Int.Cl.H02P3/18(2006.01)H02P3/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称伺服驱动器的动态制动控制方法(57)摘要本发明公开了一种伺服驱动器的动态制动控制方法，其包括：以下步骤：确定电机是否开始制动，若开始制动则继续以下步骤；控制上桥臂的3个IGBT使其关断，并基于控制策略控制下桥臂的3个IGBT的开关，以使得电机的能量得以通过桥式电路泄放，其中，控制策略包括如下方式确定的控制参数：基于需要的目标制动时间、IGBT的允许最大电流值、以及初始转速，确定开关频率、初始占空比以及占空比的步进增幅作为控制参数。根据本发明的伺服驱动器的动态制动控制方法，通过复用PWM驱动电路实现动态制动功能而不增加额外的电路，具有成本优势且可靠性更高，并且基于控制策略可根据实际需要满足不同的制动时间要求。CN114123867ACN114123867A权利要求书1/1页1.一种伺服驱动器的动态制动控制方法，所述伺服驱动器包括电机以及连接至所述电机的PWM驱动电路，其特征在于，所述PWM驱动电路采用由6个IGBT组成的桥式电路，其中，所述6个IGBT中的3个组成所述桥式电路的连接至电源正极的上桥臂，另外3个则组成所述桥式电路的连接至电源负极的下桥臂，并且，所述动态制动控制方法包括以下步骤：步骤一、确定所述电机是否开始制动，若开始制动则执行步骤二；步骤二、控制所述上桥臂的3个IGBT使其关断，并基于控制策略控制所述下桥臂的3个IGBT的开关，以使得所述电机的能量得以通过所述桥式电路泄放，其中，所述控制策略包括如下方式确定的控制参数：基于需要的目标制动时间T、所述IGBT的允许最大电流值、以及所述初始转速，确定开关频率f1、初始占空比d0以及占空比的步进增幅△d作为所述控制参数。2.如权利要求1所述的伺服驱动器的动态制动控制方法，其特征在于，基于控制策略控制所述下桥臂的3个IGBT的开关包括：控制所述下桥臂的3个IGBT，以所述开关频率f1从所述初始占空比d0开始进行开关操作，且每次开关操作后占空比增大所述步进增幅△d，直到所述电机制动完毕。3.如权利要求2所述的伺服驱动器的动态制动控制方法，其特征在于，控制所述下桥臂的3个IGBT的每一次开关操作完成后，以增大所述步进增幅△d后的新的占空比再次进行开关操作。4.如权利要求3所述的伺服驱动器的动态制动控制方法，其特征在于，所述初始占空比d0被设置为0，并且所述步进增幅△d被设置为一常数。5.如权利要求3所述的伺服驱动器的动态制动控制方法，其特征在于，所述初始占空比d0被设置为处于20％至50％的区间内。6.如权利要求6所述的伺服驱动器的动态制动控制方法，其特征在于，根据本发明的一些实施方式，所述初始占空比d0被设置为处于30％至45％的区间内。7.如权利要求1‑6所述的伺服驱动器的动态制动控制方法，其特征在于，采用FPGA和/或所述伺服驱动器的驱动芯片执行所述步骤二所包括的确定所述控制策略以及基于所述控制策略控制所述6个IGBT的操作。2CN114123867A说明书1/4页伺服驱动器的动态制动控制方法技术领域[0001]本发明涉及伺服电机的制动技术，尤其涉及一种伺服驱动器的动态制动控制方法。背景技术[0002]通常伺服电机的动态制动由动态制动电阻构成，在设备故障、急停、电源断电等各种需要制动的工况下，通过制动电阻能耗实现电机制动，缩短伺服电机的机械进给。[0003]目前大多数的伺服驱动器中，当电机制动时，电机所产生的能量通过制动电路消耗在制动电阻上，如果制动系统损坏，导致能量不能及时释放，将会导致工作设备异常。如果电机转速较快，转矩较大，会导致制动电阻温度过高，影响电阻使用寿命。[0004]现有制动方法主要是从电机U/V/W相分别引出制动电阻，通过继电器控制通断。当开始制动时，继电器吸合，电机转子中动能通过串接的三个电阻转换成热能泄放。[0005]然而，如上所述的现有技术存在如下缺点：1.需要硬件上额外的动态制动电路，体积大、成本高；2.当电机转速较快，转矩较大，会导致制动电阻温度过高，影响电阻使用寿命和使用可靠性。[0006]因此，亟需设计一种新的伺服驱动器的动态制动控制方法，以至少部分地缓解或解决现有技术存在的上述不足之处。发明内容[0007]本发明要解