高功率密度電動伺服系統高壓驅動關鍵技術研究

張新華,黃 建,張兆凱，王浩明，段小帥

(北京自動化控制設備研究所，北京 100074)

高功率密度電動伺服系統高壓驅動關鍵技術研究

張新華,黃 建,張兆凱，王浩明，段小帥

(北京自動化控制設備研究所，北京 100074)

高功率密度電動伺服控制系統的性能、可靠性與控制系統結構、主電路功率開關器件的驅動和保護設計密切相關。針對當前大功率高功率密度伺服系統快速發展的迫切需求，為使伺服系統具有優異的控制性能，且保障高壓功率開關器件能穩定、可靠的工作，提出一種基于數字信號處理器和可編程邏輯器件組合的多軸高性能電動伺服控制系統設計方案。重點研究了主電路功率開關器件IGBT的驅動電路和吸收保護電路結構及參數優化方法，并提出一種集隔離、驅動、保護一體化軟硬相結合的雙重過流保護方案，詳細說明了各保護參數的計算方法，所設計的四軸驅動控制器功重比達5.2kW/kg，伺服系統功重比達0.49kW/kg。實驗結果證明：該伺服驅動控制系統具有實時性強、動態響應快、功率器件驅動保護電路性能穩定、可靠性高等優點。

數字信號處理器；高功率密度；伺服控制；吸收電路

0 引言

隨著微電子技術的快速發展和永磁材料磁性能的不斷提高, 直流無刷電動機在近年來受到普遍重視，并且取得了快速的發展。直流無刷電動機具有調速方便、結構簡單、維護簡便、電磁污染小、功率密度大等優點。近年來在大功率高功率密度伺服系統得到了廣泛的應用[1-3]。……