一种伺服压力机的保护装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于压力机技术领域，具体涉及到一种伺服压力机的保护装置及方法。本发明专利技术通过整流桥、软启动电路A、软启动电路B、储能电路、三相全桥逆变电路、核心控制器等组成的保护电路与电机相连，实现了伺服压力机无需配备制动器，突然断电依然可保证电机可控安全运行，给伺服压力机的电机提供短时工作电源，大大节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服压力机的保护装置及方法
本专利技术属于伺服压力机
，具体涉及到一种伺服压力机的保护装置及方法。
技术介绍
伺服压力机在工厂断电时，伺服电机在没有配备制动器的情况下，会自由旋转，有可能严重撞击模具，缩短模具寿命，并对工件造成成形损坏，直接对成形设备厂商造成经济损失。因此需要解决在伺服压力机失电时，伺服电机不失控的问题。CN107196404A《一种UPS装置及其电源切换控制方法》提出了一种电源在失电时的装置，其中的UPS装置目前是一种常规的工业用备用设备，但由于UPS装置需要备用电源或者电功率电池，加之UPS装置本身采用了逆变器作为三相电源的输入，因此价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术的不足，提供一种伺服压力机的保护装置及方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种伺服压力机的保护装置，包括整流桥、软启动电路A、软启动电路B、储能电路、三相全桥逆变电路、核心控制器、电机，其中：所述软启动电路A包括并联的软启动电阻R1和软启动电阻R2；所述软启动电路B包括并联的软启动电阻R11和软启动电阻R12；所述储能电路包括并联的若干条储能支路，每条储能支路上串联若干个电容，每个电容均并联一个电阻；所述整流桥与3相380V动力线连接，二极管D1阳极与单相220V动力线连接，二极管D1的阴极与整流桥的阴极连接，整流桥的阴极与软启动电路A的一端连接，软启动电路A的另一端连接晶闸管S7的阳极，软启动电路B的一端与三相全桥逆变电路中的电容阳极连接，晶闸管S7的阴极与三相全桥逆变电路中的电容的阳极连接，三相全桥逆变电路中的电容的阴极与整流桥的阳极连接，储能电路的阳极与晶闸管S7的阳极连接，储能电路的阴极与整流桥的阳极连接，晶闸管S7的阴极与DC-DC电源模块的输入连接，DC-DC电源模块的输出与核心控制器电源连接，电压传感器采集的电压信号输入至核心控制器，电流传感器采集的电流信号输入至核心控制器，三相全桥逆变电路中的上桥臂IGBT发射极通过电缆分别与电机三相输入端子连接，三相全桥逆变电路中的IGBT门级信号g与核心控制器的g输出信号相连，电机输出轴与压力机的曲柄连杆传动机构相连，压力机控制命令输入至核心控制器中；所述三相380V动力线的电缆分别穿过3路电压传感器，电机的输入电缆分别穿过3路电流传感器。优选的，所述三相全桥逆变电路包括电容C1和电容C2组成的串联电容、6个IGBT组成的拓扑结构，6个IGBT分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6；其中S4集电极和S1发射极连接，S5集电极和S2发射极连接，S6集电极和S3发射极连接，S1、S2、S3的发射极通过电缆分别与电机三相输入端子连接，S1、S2、S3的集电极分别与整流桥的阴极连接，S4、S5、S6的发射极分别与整流桥的阳极连接，S1、S2、S3、S4、S5、S6的IGBT门级信号g与核心控制器的g输出信号相连。优选的，所述储能电路包括并联的四条储能支路，分别是：电容C3和电容C4串联、电容C3并联电阻R3、电容C4并联电阻R4组成第一条储能支路；电容C5和电容C6串联、电容C5并联电阻R5、电容C6并联电阻R6组成第二条储能支路；电容C7和电容C8串联、电容C7并联电阻R7、电容C8并联电阻R8组成第三条储能支路；电容C9和电容C10串联、电容C9并联电阻R9、电容C10并联电阻R10组成第四条储能支路。优选的，所述电压传感器为穿心式电压传感器，电流传感器为穿心式电流传感器。优选的，所述储能电路中的电容选型根据下面公式计算得到：其中，m为滑块的质量；v为滑块从下死点回到上死点的平均速度；C为储能电路的总电容值；ΔU为直流母线电压差值。本专利技术还包括一种伺服压力机的保护方法，包括以下步骤：步骤一：三相380V动力线的电压接入到整流桥的三相输入侧，在单相220V电压幅值处于正半周时，二极管D1导通，通过软启动电路B给三相全桥逆变电路中的电容充电，当直流母线正负之间电压达到540V时不再继续充电；步骤二：DC-DC电源模块将540V转换为24V，给核心控制器供电，核心控制器给整流桥发指令；步骤三：整流桥接收到核心控制器的指令开始工作，将三相380V的交流电压整流成540V直流电压；540V的直流电压形成两路支路：一个支路是通过软启动电路A给储能电路充电，直到充满电压至540V，至此晶闸管S7未接通；另一个支路是给三相全桥逆变电路提供直流电压；步骤四：核心控制器接收压力机控制指令，开始执行压力机控制指令，同时结合电流传感器信号的反馈，核心控制器输出PWM波的g信号到三相全桥逆变电路的IGBT门级信号g；步骤五：三相全桥逆变电路的IGBT接收到门级信号g后，开始执行开关动作，电源来自整流桥的输出电压，电机开始旋转；电机工作过程中，如三相380V动力线突然断电，则执行步骤六；步骤六：整流桥输入的三相380V动力线突然断电，电压传感器实时反馈电压信号给核心控制器，核心控制器立即保存当前电网电压值到核心控制器中的EEPROM中，并将此刻的电网电压消失认为故障，存储到核心控制器中的故障存储区FLASH中；核心控制器使晶闸管S7导通，储能电路给DC-DC电源模块提供输入电源，并持续为核心控制器供电，电机控制滑块紧急停止，并通过控制电机使得滑块从当前任意位置回到上死点位置；步骤七：当电机回到上死点后，控制晶闸管S7不再导通，不再提供能量给电机，完成整个安全保护过程。本专利技术的保护装置使伺服压力机无需配备制动器，当正常运转3相380V的电源突然消失时，依然可保证电机可控安全运行，给伺服压力机的电机提供短时工作电源，使得滑块在当前位置紧急停止，并立刻回到上死点并停车。相对于突然断电电机不受控并自由旋转的情况，应用本专利技术的保护装置大大保护了模具和生产工件，安全可靠，在实际工况中有很大的应用前景。同时，相比较安装制动器，不增加任何的电机安装空间尺寸，并且价格较安装制动器减少约70％，大大节约了成本。附图说明图1为本专利技术实施例的电路原理图。图2为本专利技术实施例控制流程图。图中，1软启动电路A，2软启动电路B，3三相全桥逆变电路，4储能电路。具体实施方式以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均属于本专利技术的保护范围。本专利技术保护装置的电路原理图如附图1所示，包括整流桥、软启动电路A1、软启动电路B2、储能电路4、三相全桥逆变电路3、核心控制器。其中，软启动电路A1包括软启动电阻R1和软启动电阻R2，软启动电阻R1和软启动电阻R2并联。其中，软启动电路B2包括软启动电阻R11和软启动电阻R12，软启动电阻R11和软启动电阻R12并联。其中，三相全桥逆变电路3包括电容和IGBT，IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)为绝缘栅双极型晶体管。本实施例中的三相全桥逆变电路3包括电容C1和电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服压力机的保护装置，其特征在于：包括整流桥、软启动电路A(1)、软启动电路B(2)、储能电路(4)、三相全桥逆变电路(3)、核心控制器、电机，其中：所述软启动电路A(1)包括并联的软启动电阻R1和软启动电阻R2；所述软启动电路B(2)包括并联的软启动电阻R11和软启动电阻R12；所述储能电路(4)包括并联的若干条储能支路，每条储能支路上串联若干个电容，每个电容均并联一个电阻；所述整流桥与3相380V动力线连接，二极管D1阳极与单相220V动力线连接，二极管D1的阴极与整流桥的阴极连接，整流桥的阴极与软启动电路A(1)的一端连接，软启动电路A(1)的另一端连接晶闸管S7的阳极，软启动电路B(2)的一端与三相全桥逆变电路(3)中的电容阳极连接，晶闸管S7的阴极与三相全桥逆变电路(3)中的电容的阳极连接，三相全桥逆变电路(3)中的电容的阴极与整流桥的阳极连接，储能电路(4)的阳极与晶闸管S7的阳极连接，储能电路(4)的阴极与整流桥的阳极连接，晶闸管S7的阴极与DC-DC电源模块的输入连接，DC-DC电源模块的输出与核心控制器电源连接，电压传感器采集的电压信号输入至核心控制器，电流传感器的电流信号输入至核心控制器，三相全桥逆变电路(3)中的IGBT发射极通过电缆分别与电机三相输入端子连接，三相全桥逆变电路(3)中的IGBT门级信号g与核心控制器的g输出信号相连，电机输出轴与压力机的曲柄连杆传动机构相连，压力机控制命令输入至核心控制器中；所述三相380V动力线的电缆设有电压传感器，电机的输入电缆设有电流传感器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种伺服压力机的保护装置，其特征在于：包括整流桥、软启动电路A(1)、软启动电路B(2)、储能电路(4)、三相全桥逆变电路(3)、核心控制器、电机，其中：所述软启动电路A(1)包括并联的软启动电阻R1和软启动电阻R2；所述软启动电路B(2)包括并联的软启动电阻R11和软启动电阻R12；所述储能电路(4)包括并联的若干条储能支路，每条储能支路上串联若干个电容，每个电容均并联一个电阻；所述整流桥与3相380V动力线连接，二极管D1阳极与单相220V动力线连接，二极管D1的阴极与整流桥的阴极连接，整流桥的阴极与软启动电路A(1)的一端连接，软启动电路A(1)的另一端连接晶闸管S7的阳极，软启动电路B(2)的一端与三相全桥逆变电路(3)中的电容阳极连接，晶闸管S7的阴极与三相全桥逆变电路(3)中的电容的阳极连接，三相全桥逆变电路(3)中的电容的阴极与整流桥的阳极连接，储能电路(4)的阳极与晶闸管S7的阳极连接，储能电路(4)的阴极与整流桥的阳极连接，晶闸管S7的阴极与DC-DC电源模块的输入连接，DC-DC电源模块的输出与核心控制器电源连接，电压传感器采集的电压信号输入至核心控制器，电流传感器的电流信号输入至核心控制器，三相全桥逆变电路(3)中的IGBT发射极通过电缆分别与电机三相输入端子连接，三相全桥逆变电路(3)中的IGBT门级信号g与核心控制器的g输出信号相连，电机输出轴与压力机的曲柄连杆传动机构相连，压力机控制命令输入至核心控制器中；所述三相380V动力线的电缆设有电压传感器，电机的输入电缆设有电流传感器。


2.根据权利要求1所述的伺服压力机的保护装置，其特征在于：所述三相全桥逆变电路(3)包括电容C1和电容C2组成的串联电容、6个IGBT组成的拓扑结构，6个IGBT分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6；其中S4集电极和S1发射极连接，S5集电极和S2发射极连接，S6集电极和S3发射极连接，S1、S2、S3的发射极通过电缆分别与电机三相输入端子连接，S1、S2、S3、S4、S5、S6的IGBT门级信号g与核心控制器的g输出信号相连，S1、S2、S3的集电极分别与整流桥的阴极连接，S4、S5、S6的发射极分别与整流桥的阳极连接。


3.根据权利要求1所述的伺服压力机的保护装置，其特征在于：所述储能电路(4)包括并联的四条储能支路，分别是：电容C3和电容C4串联、电容C3并联电阻R3、电容C4并联电阻R4组成第一条储能支路；电容C5和电容C6串联、电容C5并联电阻R5、电容C6并联电阻R6组成第二条储能支路；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岸然，李琦，李海明，邵光存，郭廷善，盛春营，范宏伟，裴德明，
申请(专利权)人：济宁科力光电产业有限责任公司，山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37