[发明专利]交流伺服驱动器及其相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流伺服驱动器及其相关方法，尤其涉及一种在动态刹车时能够消除噪音和快速降低能量的交流伺服驱动器及其相关方法。

背景技术

交流伺服驱动器用于控制交流伺服马达（也称为交流伺服电机）的启动和停止。图1示出了根据现有技术的交流伺服驱动器的结构图。如图1所示，电源11给交流伺服驱动器1提供交流电，用于驱动伺服马达9。交流伺服驱动器1包括整流器12、滤波电容13、逆变器模块14、动态刹车单元15、以及启动命令输入单元16。整流器12与滤波电容13组成整流滤波电路，此滤波电路将从电源11得到的交流电源整流滤波成直流电源并输出到逆变器模块14的电源输入端（一般俗称为P端子、N端子）。其中，直流电源的正极“+”连接逆变器模块14的P端子，负极“-”连接逆变器模块14的N端子。伺服马达（电机）9又称为执行电机，交流伺服驱动器1的逆变器模块14在结合控制电路模块（图中未示出）的情况下可以输出U、V、W三相电形成电磁场，使得伺服马达9内部的永磁铁转子在这磁场的作用下转动。也就是说，伺服马达9把接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。

现有技术的交流伺服驱动器1在控制交流伺服马达9旋转或停止时的动态刹车电路是通过动态刹车单元15（其中的电磁继电器）和启动命令输入电路单元16组成的。动态刹车电路根据启动信号输出的约束条件来控制动态刹车电路是否开启来控制交流伺服马达9的旋转或停止。

具体地，虽然除了电磁继电器之外，动态刹车单元还会包括电阻等一些其它组件，但是，为了简便起见，图1中只示出了动态刹车单元15中的由两个开关和一个线圈组成的电磁继电器而省略了其它组件，因此，在下文中，术语“动态刹车单元”实际等同于术语“电磁继电器”。当刹车信号（例如，其可以来自图中未示出的上位控制单元）为交流伺服驱动器1接通命令时，启动命令输入单元16生成一个动态刹车单元打开的启动信号。这时，动态刹车电路单元15中的线圈有电流流过以吸合继电器滑片，使得两个开关处于断开状态。这样，逆变器模块14输出的交流伺服驱动信号则输出形成能够驱动交流伺服马达9旋转的电流信号。同样，当刹车信号为交流伺服驱动器1关闭命令时，启动命令输入单元16生成一个动态刹车单元关闭的启动信号。这时，动态刹车单元15中的线圈没有电流流过，从而释放继电器滑片使其弹回，使得两个开关闭合。这样，逆变器模块14的U、V、W相输出电路与动态刹车单元15短路在一起，从而达到让伺服马达9停止旋转的刹车目的。

以上简单描述了交流伺服驱动器的工作原理。由于本发明针对于交流伺服驱动器中的动态刹车单元的改进，因此，为了避免混淆本发明的发明点，将省略对电源11、整流器12、滤波电容13、逆变器模块14、启动命令输入单元16、以及伺服马达9的详细描述。这些单元的工作原理也是本领域所公知的。

在如图1所示的根据现有技术的交流伺服驱动器1中，如果动态刹车电路的启动命令（即，启动命令输入单元16生成的启动信号）不断地在变化，将导致动态刹车单元15中的开关开闭动作连续而频繁地变化，这就会使得动态刹车单元15和逆变器模块14的U、V、W相输出间形成一定尖峰电流和产生高压，从使得交流伺服驱动器1容易产生过电流或者过电压的错误报警，影响了交流伺服驱动器1使用的平稳性。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流伺服驱动器，用于解决现有技术中交流伺服驱动器在动态刹车时由于动态刹车电路的启动命令不断变化从而使得电磁继电器连续而频繁地开闭而产生的电磁噪音和剩余能量的问题，提高了交流伺服驱动器使用时的平稳性。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于驱动伺服马达的交流伺服驱动器，包括：电源输入单元，用于输出直流电源；逆变器模块，用于接收所述直流电源并输出U、V、W三相驱动信号至所述伺服马达；启动命令输入单元，用于根据刹车信号而生成启动信号；以及动态刹车单元，接收所述启动信号，其中当所述启动信号为伺服关闭信号时，所述动态刹车单元将所述逆变器模块输出的U、V、W三相驱动信号短接到基准电位。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于交流伺服驱动器驱动伺服马达的方法，所述交流伺服驱动器包括电压输入单元、逆变器模块、启动命令输入单元以及动态刹车单元，所述方法包括步骤：由所述电源输入单元输出直流电源；所述逆变器模块接收所述直流电源并输出U、V、W三相驱动信号至所述伺服马达；所述启动命令输入单元根据刹车信号而生成启动信号；以及所述动态刹车单元接收所述启动信号，并且当所述启动信号为伺服关闭信号时，将所述逆变器模块输出的U、V、W三相驱动信号短接到基准电位。