一種新型功率主電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)電伺服控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型功率主電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)、稀土永磁材料和控制理論的飛速發(fā)展，先前一直困擾著交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制復(fù)雜、調(diào)速性能差等問(wèn)題均取得了突破性的進(jìn)展，使交流伺服系統(tǒng)性能日漸提高，價(jià)格進(jìn)一步降低，交流伺服系統(tǒng)逐步取代直流伺服系統(tǒng)，尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，永磁同步電機(jī)(PMSM)正在逐步取代步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)而成為伺服驅(qū)動(dòng)的發(fā)展方向。
[0003]對(duì)于永磁同步電機(jī)的控制，通常有兩種方式。一種是針對(duì)電流控制的滯環(huán)控制，另一種是電壓控制。滯環(huán)控制響應(yīng)速度快，主要用在模擬控制中；電壓控制的理論基礎(chǔ)是空間矢量PWM控制，這種控制方式提高了逆變器的電壓輸出能力，可以保持恒定的開關(guān)頻率，所以非常適合于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)控制。因此在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。然而在這種控制方法下，功率管工作在高頻開關(guān)的模式，會(huì)造成功率電壓波動(dòng)大、電流激變、諧振等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明提供一種新型功率主電路，能夠解決有效降低母線電壓波動(dòng)的問(wèn)題。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種
[0008]本發(fā)明一種新型功率主電路，包括:三相全橋電路、儲(chǔ)能電路、以及制動(dòng)電路，其中，所述三相全橋電路中的功率開關(guān)管把直流母線電壓逆變成三相交流電壓，從而控制電機(jī)的三相電流，所述儲(chǔ)能電路用于吸收所述功率電路中的瞬變電壓，以及在所述功率電路需要峰值電壓時(shí)，為所述功率電路提供儲(chǔ)存的電能，所述制動(dòng)電路用于當(dāng)母線電壓上升時(shí)，消耗掉電能，維持母線電壓處于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，所述三相全橋電路、所述儲(chǔ)能電路、以及所述制動(dòng)電路并聯(lián)于為所述功率電路提供母線電壓的伺服動(dòng)力電源。
[0009]優(yōu)選地，還包括:吸收電路，其與所述三相全橋電路、所述儲(chǔ)能電路、以及所述制動(dòng)電路并聯(lián)，用于控制功率開關(guān)管關(guān)斷和二極管恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的浪涌。
[0010]優(yōu)選地，還包括:軟啟動(dòng)電路，其與相并聯(lián)的所述三相全橋電路、所述儲(chǔ)能電路、所述制動(dòng)電路、以及所述吸收電路進(jìn)行串聯(lián)，用于減緩所述儲(chǔ)能電路充電電流的速度和強(qiáng)度。[0011 ] 優(yōu)選地，所述三相全橋電路包括:
[0012]6個(gè)功率開關(guān)管，用于根據(jù)指令信號(hào)控制電機(jī)三相電流。
[0013]以及，相應(yīng)的6個(gè)續(xù)流二極管，用于在所述功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)提供電流通路。
[0014]其中，所述功率開關(guān)管的發(fā)射極和集電極中的一個(gè)與所述續(xù)流二極管的正極和負(fù)極中的一個(gè)連接，所述功率開關(guān)管的發(fā)射極和集電極中的另一個(gè)與所述續(xù)流二極管的正極和負(fù)極中的另一個(gè)連接。
[0015]其中，所述6個(gè)功率開關(guān)管分為3組，每組2個(gè)功率開關(guān)管相串聯(lián)，3組功率開關(guān)管相并聯(lián)。
[0016]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能電路包括儲(chǔ)能電容。
[0017]優(yōu)選地，所述制動(dòng)電路包括相串聯(lián)的瀉放電阻和旁路開關(guān)，當(dāng)所述母線“泵升”的電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，所述旁路開關(guān)接通，所述母線電壓通過(guò)所述瀉放電阻放電；當(dāng)所述母線電壓小于或者等于所述設(shè)定值時(shí)，所述旁路開關(guān)斷開。
[0018]優(yōu)選地，所述吸收電路包括第三電阻、快速恢復(fù)二極管、以及第二電容，所述第三電阻和所述快速恢復(fù)二極管并聯(lián)，相并聯(lián)的所述第三電阻和所述快速恢復(fù)二極管與所述第二電容串聯(lián)。
[0019]優(yōu)選地，所述軟啟動(dòng)電路包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、以及限流電阻，所述第二開關(guān)與所述限流電阻串聯(lián)，相串聯(lián)的所述第二開關(guān)和所述限流電阻與所述第一開關(guān)并聯(lián)；當(dāng)所述功率電路上電時(shí)，所述第一開關(guān)斷開，所述第二開關(guān)接通，通過(guò)所述限流電阻進(jìn)行限流，當(dāng)所述功率電路的電壓上升到預(yù)定值時(shí)，斷開所述第二開關(guān)，接通所述第一開關(guān)，進(jìn)行正常供電。
[0020](三)有益效果
[0021]本發(fā)明提供的新型功率主電路，解決了功率電壓波動(dòng)大、電流激變、諧振等問(wèn)題，從而保證伺服系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0022]下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中:
[0023]圖1示出了本發(fā)明的新型功率主電路的原理圖；
[0024]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:S1_伺服動(dòng)力電源、Tl-第一開關(guān)、T2-第二開關(guān)、T3-旁路開關(guān)、Rl-限流電阻、R2-瀉放電阻、R3-第三電阻、Cl-儲(chǔ)能電容、C2-第二電容、Pl-第一功率開關(guān)管、P2-第二功率開關(guān)管、P3-第三功率開關(guān)管、P4-第四功率開關(guān)管、P5-第五功率開關(guān)管、P6-第六功率開關(guān)管、Dl-第一續(xù)流二極管、D2-第二續(xù)流二極管、D3-第三續(xù)流二極管、D4-第四續(xù)流二極管、D5-第五續(xù)流二極管、D6-第六續(xù)流二極管、D7-快速恢復(fù)二極管。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種新型功率主電路，包括:三相全橋電路、儲(chǔ)能電路、以及制動(dòng)電路，三者并聯(lián)于為所述功率電路提供母線電壓的伺服動(dòng)力電源Si。
[0027]其中，所述三相全橋電路為所述功率電路的核心，其用于三相全橋電路用于根據(jù)控制芯片運(yùn)行SVPWM算法計(jì)算出的時(shí)序，控制功率開關(guān)管通斷，把直流母線電壓逆變成三相交流電壓，從而控制電機(jī)的三相電流。
[0028]根據(jù)該實(shí)施例，所述三相全橋電路包括:6個(gè)MOSFET功率開關(guān)管Pl?P6，用于根據(jù)控制芯片計(jì)算出的PWM占空比控制電機(jī)三相電流；以及，相應(yīng)的6個(gè)續(xù)流二極管Dl?D6，用于在所述功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)提供電流通路；其中，所述功率開關(guān)管Pl?P6的發(fā)射極和集電極中的一個(gè)與所述續(xù)流二極管Dl?D6的正極和負(fù)極中的一個(gè)連接，所述功率開關(guān)管Pl?P6的發(fā)射極和集電極中的另一個(gè)與所述續(xù)流二極管Dl?D6的正極和負(fù)極中的另一個(gè)連接；其中，所述6個(gè)功率開關(guān)管Pl?P6分為3組，每組2個(gè)功率開關(guān)管相串聯(lián)，3組功率開關(guān)管相并聯(lián)。
[0029]其中，所述儲(chǔ)能電路用于吸收所述功率電路中的瞬變電壓，以及在所述功率電路需要峰值電壓時(shí)，為所述功率電路提供儲(chǔ)存的電能。
[0030]根據(jù)該實(shí)施例，所述儲(chǔ)能電路包括儲(chǔ)能電容Cl，在需要峰值電流時(shí)電容Cl釋放出電能。
[0031]當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由高速向低速調(diào)節(jié)或者停車時(shí)，電動(dòng)機(jī)將作為發(fā)電機(jī)作用，此時(shí)母線電壓將上升。因此，所述制動(dòng)電路用于當(dāng)母線電壓上升時(shí)，消耗掉母線“泵升”的電能。
[0032]根據(jù)該實(shí)施例，所述制動(dòng)電路包括相串聯(lián)的瀉放電阻R2和旁路開關(guān)T3，當(dāng)所述母線“泵升”的電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)