大功率伺服驱动器的优化设计

杨立波 吴孔圣 白彦庆 韩贵春 丁云飞

(大连光洋科技工程有限公司，辽宁大连 116600)

随着我国经济和工业的发展，工厂大功率数控设备越来越多，数控机床需要的伺服驱动器功率越来越大，对大功率伺服驱动器需求也越来越大，市场前景十分看好。为满足市场的需求，迫切需要研制可靠性高的大功率伺服驱动器。为此我公司集中力量，完全按照国家标准要求，针对大功率伺服驱动器主电路功率器件上的电流大和电路的耗散功率大，散热问题严重以及对电网污染大等特点，主要从吸收电路，过流保护和直流母线等方面对大功率伺服驱动器进行了优化设计，研制出了高可靠性的110 kW大功率伺服驱动器。

1 直流母线的设计

目前国内中小功率变频电源的功率母线主要有以下几种:

(1)印刷电路板母线主要用于小功率的变频电源，缺点是通过的电流小;

(2)圆铜导线是最常用的功率母线，适用于中功率变频电源，缺点是寄生电感大;

(3)宽度2～3 cm，厚度2～3 mm的窄铜条，适用于中功率的变频电源，缺点是寄生电感大。

随着功率的加大，以上功率母线就不适合了，会带来一些问题，大功率变频电源的功率器件在开关过程中，由于从直流储能电容至IGBT器件之间的直流母线上的寄生电感和IGBT模块自身电感的影响，会产生很高的尖峰电压，这种尖峰电压会使器件过热，甚至有时使IGBT

失控并超过器件的额定安全工作区而损坏。因而，必须将开关过程中产生的尖峰电压限制在允许范围内。……