[发明专利]一种基于泵升耗能电阻的负载紧急制动系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于泵升耗能电阻的负载紧急制动系统及方法。该系统包括控制系统、电源系统、速度及位置检测模块、通讯模块、驱动器、伺服电机和泄放电阻，其中驱动器包括驱动器控制模块、驱动电路、功率模块和泵升耗能电路。方法为：首先控制系统通过电源系统给驱动器加电，驱动器控制模块通过通讯模块接收控制系统发出的位置及速度指令，控制伺服电机运行；然后速度及位置检测模块实时监控运行状态，并上传实时信息至控制系统，当检测到驱动器处于失控状态时，将失控信息上传至控制系统；最后驱动器控制模块通过泵升耗能电路控制泄放电阻消耗掉伺服电机的能量，使伺服电机紧急制动。本发明能够在系统失控时实现负载的紧急制动，稳定性高。

技术领域

本发明属于伺服驱动系统技术，特别是一种于泵升耗能电阻的负载紧急制动系统及方法。

背景技术

随着控制系统自动化程度的不断提高，自动控制系统采用了三相交流伺服系统，可以实现高精度、快速响应的控制要求，大部分伺服系统采用交-直-交的PWM调制工作方式。国内现有的伺服产品采用位置、速度、电流三闭环控制，对大惯量的负载装置来说，由于惯量大、速度高，在对于安全性有较高要求的运用场合，一旦在运行过程中出现断电或失控等现象，将不能对负载实现有效的控制，负载由于大的惯性而滑行，巨大的惯性能量将会冲撞系统限位，甚至会造成严重的设备损坏或人身伤亡。

为了在系统失控的情况下仍然能够控制负载减速，就需要在伺服驱动系统外部增加额外的系统装置来实现。但是，增加外部的系统装置会占用很大的空间，且存在成本高、制动效果差、稳定性弱等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节约空间、成本低、效果好、稳定性强的泵升耗能电阻的负载紧急制动系统及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于泵升耗能电阻的负载紧急制动系统，包括控制系统、电源系统、速度及位置检测模块、通讯模块、驱动器、伺服电机和泄放电阻，

所述控制系统通过电源系统给驱动器加电，驱动器通过通讯模块接收控制系统的位置及速度指令控制伺服电机运行；速度及位置检测模块实时监控运行状态，并通过通讯模块上传实时信息至控制系统；

控制系统检测到需要进行紧急制动时，通过通讯模块发送紧急制动指令至驱动器，驱动器控制泄放电阻消耗掉伺服电机的能量，实现负载的紧急制动。

进一步地，所述驱动器包括控制模块、驱动电路、功率模块和泵升耗能电路，通讯模块与控制模块相连，控制模块一方面通过泵升耗能电路与泄放电阻连接，另一方面通过驱动电路、功率模块与伺服电机连接；所述驱动电路用于驱动功率模块的运行，功率模块用于控制伺服电机的运行，泵升耗能电路，用于控制泄放电阻的运行。

一种基于泵升耗能电阻的负载紧急制动方法，包括以下步骤：

步骤1、控制系统通过电源系统给驱动器加电，驱动器中的控制模块通过通讯模块接收控制系统发出的位置及速度指令，控制伺服电机运行；

步骤2、速度及位置检测模块实时监控运行状态，并上传实时信息至控制系统，当检测到驱动器处于失控状态时，将失控信息上传至控制系统；

步骤3、控制系统通过通讯模块发送紧急制动指令至驱动器，驱动器中的控制模块通过泵升耗能电路控制泄放电阻消耗掉伺服电机的能量，使伺服电机紧急制动。

进一步地，步骤2所述的速度及位置检测模块实时监控运行状态，并上传实时信息至控制系统，当检测到驱动器处于失控状态时，将失控信息上传至控制系统，具体如下：

步骤2.1、驱动器中的驱动器控制模块通过速度及位置检测模块实时监控负载的运行状态；

步骤2.2、当检测到负载装置运动到边界位置，且采集到的速度值大于该位置限定的最高运行速度，认定驱动器处于失控状态，将失控信息上传至控制系统。