[發明專利]用于測試電力驅動器中的安全轉矩關斷電路的方法和裝置

有效

• 申請號: 201611111209.0
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106842004B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: V·薩凱馬基;P·伊薩克森;O·阿爾基爾馬基;T·萊赫托南;J·?；?/a>
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 李輝<國際申請>=<國際公布>=<進入國

一種用于測試用于電力驅動器的安全轉矩關斷(STO)功能部件的功能的方法和裝置。激活STO功能部件之后，預定義的開關命令被傳輸到電力驅動器的功率開關。然后響應與該預定義的開關命令確定功率開關的開關狀態。最后，至少基于所確定的開關狀態確定STO功能部件的功能。

技術領域

安全轉矩關斷(STO)是許多電力驅動器上的標準安全功能部件。STO通過驅動器的電子開關的斷開移除來自電力驅動器的負載而起作用。作為安全功能部件，期望監控STO的功能。這種監控不僅在生產期間是被期望的，而且在持續和定期的基礎上，特別是在維護之后也是被期望的。

背景技術

作為一般概念，驅動器調節對電機或負載的電能的控制。電能通常以來自本地配電系統的交流電(AC)的形式供應給驅動器。然后在該驅動器內將該交流電源整流為直流(DC)電源。然后，驅動器可以獲取該DC電源，并將其逆變回至期望的頻率和電壓的AC輸出。該頻率和電壓與連接到驅動器的電機或負載的要求相匹配。因此，驅動器是通過控制AC輸出的電壓和頻率中的至少一個來調節能量供應的裝置。驅動器使用許多方法來完成必要的整流和逆變。例如，脈沖寬度調制可以用于形成驅動器的AC輸出。

STO是用于基于驅動的功能安全所需的基本基礎，因為它將驅動安全地帶到無轉矩狀態。STO通常用于防止機器的意外啟動或用于緊急停止。一旦激活，STO立即關斷到電機的驅動輸出。電機速度然后可以逐漸停止。

某些安全標準管理電機的安全操作。一個這樣的標準，EN 60204-1，“機械安全.機器的電氣設備.一般要求”概述停止的機械的類別。STO可用于滿足標準EN 60204-1的停止類別0。STO可以與其他安全功能配對，以便在啟用安全功能后，STO被啟用以確保驅動不會意外重啟。

從功能上說，安全性是具有作為很多驅動上的標準功能部件的STO的電力驅動的內置功能部件。附加安全功能可以委托給緊湊型安全功能模塊。某些驅動器可能提供無編碼器安全性。驅動器的功能安全性可以根據EN/IEC 61800-5-2設計，并且符合歐洲聯盟機械指令2006/42/EC的要求。

通常，STO用于防止意外的啟動并且允許機器安全的維護和操作。隨著驅動器的STO功能的激活，驅動器將不會在輸出電源處提供旋轉磁場。這防止任何附接的電機產生轉矩。STO功能對應于與EN 60204-1的停止類別0一致的不受控制的停止。

很多安全標準和指令管理電力驅動器的操作。諸如EN 1037，EN 60204-1和EN61800-5-2等手冊包含有關電力驅動和安全標準的定義和規定。此外，歐盟機械指令2006/42/EC包含某些驅動器必須遵守的要求。

STO測試的當前實踐是利用附屬于具有STO功能部件的驅動器的電機來實現的。如果在STO被激活時電機沒有產生任何轉矩，則STO功能被激活，并通過測試。因此，STO功能部件的當前測試需要將電機連接到驅動器。當驅動器已經被安裝或在設施內使用時，這是不期望的。同樣地，不允許獨立于附接的負載或電機來測試驅動器。

發明內容

安全轉矩關斷(STO)是大多數電力驅動器中的標準安全功能。STO是驅動器中的安全額定電路，其通過斷開電力電子開關并因此限制對附接的電機或負載的能量供應來去除電機轉矩。電力電子開關或功率開關可以是IGBT的形式。通常，在電力電子開關斷開之后，開關也被限制通過STO功能部件來操作。因此，可以通過監控電力驅動器的功率開關的行為來測試STO功能部件的適當功能。

在STO功能部件被激活之后，可以通過向電力驅動器的功率開關發送開關命令來驗證該STO功能部件的功能。該開關命令可以從例如電力驅動器的控制單元或從STO功能部件本身發送。如果開關響應命令，則該功能無法正常工作。該測試方法允許驗證STO功能部件，而無需觀察連接到電力驅動器的負載或電機。因此，具有或不具有附接到電力驅動器的電機或負載，該方法都可以使用。在電力驅動器或STO電路的部件已經被更換時，該方法在維修操作以后是特別有用的。