[发明专利]一种电动机伺服控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种电动机伺服控制器的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

电动机伺服控制器，包括伺服电动机、后备电源、软启电路、卸荷电路和连接在交流电上的整流电路，还包括脉冲宽度调制逆变桥和用于给所述后备电源进行充放电的直流-直流半桥软开关高频电路，所述直流-直流半桥软开关高频电路包括低压侧半桥电路、高频变压器和高压侧半桥电路，所述低压侧半桥电路通过高频变压器与高压侧半桥电路连接，所述后备电源与低压侧半桥电路连接，所述高压侧半桥电路与脉冲宽度调制逆变桥的直流端连接，脉冲宽度调制逆变桥的交流端与伺服电动机连接，所述整流电路与脉冲宽度调制逆变桥的直流端连接；

所述软启电路包括软启继电器K1和功率电阻R1，卸荷电路包括二极管D1和开关器件T11，二极管D1的阳极与T11的一端连接，二极管D1的阴极与直流母线电容C3的一端连接；低压侧半桥电路包括开关器件T1、开关器件T2、直流母线电容C1和直流母线电容C2；高压侧半桥电路包括开关器件T3、开关器件T4、直流母线电容C3和直流母线电容C4；软启继电器K1的一端与功率电阻R1的一端连接，软启继电器K1的另一端与高压侧半桥电路中的直流母线电容C3的一端连接，功率电阻R1的另一端与卸荷电路中的开关器件T11的一端连接，开关器件T11的另一端与直流母线电容C4的一端连接，直流母线电容C4的另一端与直流母线电容C3的另一端连接，低压侧半桥电路中的开关器件T1的一端与直流母线电容C1的一端连接，开关器件T1的另一端与开关器件T2的一端连接，开关器件T2的另一端与直流母线电容C2的一端连接，直流母线电容C2的另一端与直流母线电容C1的另一端连接，高压侧半桥电路中的开关器件T3的一端与直流母线电容C3的一端连接，开关器件T3的另一端与开关器件T4的一端连接，开关器件T4的另一端与直流母线电容C4的一端连接，直流母线电容C4的另一端与直流母线电容C3的另一端连接；直流母线电容C3和直流母线电容C4均与脉冲宽度调制逆变桥连接；

a、过压保护步骤，上电阶段，软启继电器K1断开，功率电阻R1给直流母线电容C3和直流母线电容C4充电,充满电后，软启继电器K1闭合；运行阶段，直流母线电容C3和直流母线电容C4两端电压达到开关器件T11的设定最大保护门限电压值时，通过功率电阻R1泄放能量，完成过压保护；

b、后备电源电网充电步骤，后备电源电量不足时，直流-直流半桥软开关高频电路从直流母线取电，通过高频变压器将高压电转化为低压直流电为后备电源充电；

c、后备电源能量回馈充电步骤,当能量需要从伺服电动机向后备电源传递时，脉冲宽度调制逆变桥形成的逆变电路将交流电变成直流电，再通过高频变压器将高压直流电斩波成低压直流电压，完成充电；

d、后备电源放电步骤，当能量需要从后备电源传到伺服电动机时，高频变压器将后备电源提供的低直流电压升压成额定直流母线电压，通过脉冲宽度调制逆变桥将直流电压逆变成交流电，完成放电。

2.根据权利要求1所述的一种电动机伺服控制器的控制方法，其特征在于：所述卸荷电路还包括功率电阻R1，卸荷电路和软启电路共用一个功率电阻R1，软启电路和卸荷电路形成软启卸荷电路。

3.根据权利要求1所述的一种电动机伺服控制器的控制方法，其特征在于：所述后备电源为锂电池或超级电容。

4.根据权利要求1所述的一种电动机伺服控制器的控制方法，其特征在于：所述步骤b、步骤c和步骤d中所采用的高频变压器均是带有漏感的高频隔离变压器。