驱动器能耗制动和制动电阻 |
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驱动器能耗制动和制动电阻
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能耗制动
伺服电机在制动过程是机械能转化为电能的过程，电能通过逆变回路回馈到直流母线，会导致直流母线电压升高。当电压上升超过允许阈值后，将会损坏驱动器内部器件。此时伺服电机制动时回馈的能量通过制动电阻消耗掉。 能耗制动的优点： 制动转矩平滑，而且制动转矩随时可调。回馈能量通过电阻消耗，不会对硬件影响。 能耗制动的电路由能耗电阻和泵升电压检测电路组成。 ①泵升电压检测电路用于监测母线电压，这个电压作为接入和断开电阻的阈值。 ②能耗电阻电路的作用消耗感应电能，即逆变器母线增加的电压，防止过高而烧毁电路。 电机制动过程可以分为四个阶段 电流减小阶段 因为给定速度突变为0，电流从正向变为0，这个时间很短，电流减为0的时间和电机电感有关。电流反向阶段 速度偏差值为负，控制器给定电流环输入为负，电流反馈输入为0，此时电源电压和电机反电动势的作用下，迅速反向至给定值。电流环以设定最大反向力矩进行制动。 减流和电流的反向阶段，电流变化率很大。回馈发电制动阶段 电流上身到给定电流后，电机端口电压与电枢电流达到平衡，电机进入稳定制动阶段。在制动力矩的作用下，电机转速降低，反电动势减小。电流控制器输出电压相应减小，维持向量方程方程平衡，此时交轴电流一直保持反向最大制动电流，此时电源相当于三相恒流源。处于发电状态。能耗制动阶段 电机减速到0附近，速度控制器输出减小，反电动势很小，电流调节器反向输出电压，逆变器反向输出电压，与电机端口叠加，共同产生电机制动电流。减速到0 ，因超调，仍有输出，电机制动电流反转制动，反反复复达到电流平衡负载。这个过程中，电机将减速过程中的机械能转化为为电能，因整流电路的单向导电性，不能回馈到电网去。通过泵升电容进行存储。达到设定值，开关打开，泄放能量，消耗到制动电阻上。 能耗制动电路涉及参数可能涉及的参数 制动电阻 额定功率、连续运行功率、电阻阻值、降额系数、耐压、材质、温度泵升电容 电容大小、耐压、温度开关mos/IGBT 开关频率制动电压 泵升电压上限打开阈值、下限关闭阈值 能耗制动的方式一般有的驱动器能耗制动可以采取的硬件方式。 硬件采集母线电压，大于设计值后打开开关母线电压小于设计值后关闭开关母线电压会在这区间波动。 设泵升电压为U,泵升电容为C,电阻阻值为R，电阻功率为P，电压阈值上限为Umax,下限阈值为Umin ①经过电阻的电流可计算为I I=U/R ②当超过电压上限阈值后可使用当前电流计算放电大致时间 T=(U-Umin)*C/I I可以使用平均电流Iavg=(U+Umin)/2R ③PWM的配置由mos的开关频率决定。 假设Tpwm = runFrq,即50us。 ④计算放电时间后，可以根据运行周期的计算PWM的占空比。 第一种情况 T=>Tpwm 则PWM为100%占空比第二种情况 T |
采取软件的方式： 可以计算能量，可以采取不同的制动方案。 软件的控制制动电阻的开关，一般使用pwm的方式，可以更精准的控制打开和关闭的时间，这样会对电路的影响小一点。【本文地址】