[發明專利]帶安全轉矩關斷功能的變頻器控制裝置以及安全變頻器系統

有效

• 申請號: 201710705739.6
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107689764B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 段三丁;陳瑜;許利芝;凡波
• 申請（專利權）人: 北京合康新能科技股份有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02P27/14
• 代理公司: 11334 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李增朝

本發明公開一種帶安全轉矩關斷功能的變頻器控制裝置，包括控制信號發生模塊11、逆變器PWM輸出緩沖模塊12、逆變橋驅動模塊13、驅動電源14，控制信號發生模塊11產生用于控制逆變橋2的控制信號，逆變器PWM輸出緩沖模塊12用于將所述控制信號輸入到逆變橋驅動模塊13，逆變橋驅動模塊13由所述驅動電源14供電，根據所述控制信號，控制所述逆變橋2中橋臂的導通和關斷，變頻器的安全信號輸入所述驅動電源14，并通過光電隔離模塊15輸入所述控制信號發生模塊11和逆變器PWM輸出緩沖模塊12，安全信號為允許變頻器驅動負載的信號，安全信號作為使能信號控制所述驅動電源14的供電，控制控制信號發生模塊11和逆變器PWM輸出緩沖模塊12輸出所述控制信號。

技術領域

本發明屬于變頻器逆變電路的控制技術領域，尤其涉及防止電機等意外啟動的安全轉矩關斷技術。

背景技術

在利用變頻器驅動電機的應用中，為了避免電機意外啟動，可以通過撤除電機的驅動電源來實現。根據EN 61800-5-2的要求，這類變頻器應具備安全轉矩關斷功能。安全轉矩關斷功能要求此時能夠禁止控制電源對逆變器中功率半導體的供電，以便阻止變頻器輸出電源而使電機發生意外旋轉。

目前，大部分變頻器中沒有內置安全轉矩關斷功能，只是在變頻器外部設置相關功能電路，比如增加安全轉矩關斷功能模塊和變頻器輸出接觸器，在需要時切斷變頻器輸出接觸器。這種解決方案在大功率電機，尤其是同步電機應用中可能存在缺陷，比如在變頻器輸出低頻交流電流或直流電流時斷開輸出接觸器，可能導致接觸器拉弧或者損壞變頻器。另外，這種解決方案也增加了系統成本。

一般變頻器內置的安全轉矩關斷功能僅僅是停止逆變器中功率半導體的控制電源，而一般控制電源中都設置了較大容量的電容進行濾波，這就會導致門極電源掉電時間較長，進而加長了停機時間。

有一些變頻器內置的安全轉矩關斷功能還需要2個輸入信號，一個信號用來禁止功率半導體的控制電源，另一個信號用來禁止數字信號處理器的PWM輸出，電路復雜，且需要軟件參與控制，存在可靠性不高的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶安全轉矩關斷功能的變頻器控制裝置以及安全變頻器，旨在解決現有安全轉矩關斷電路存在的電路復雜、關斷時間較長、硬件成本高等問題。

本發明的第一技術方案為帶安全轉矩關斷功能的變頻器控制裝置，該變頻器控制裝置與變頻器的逆變橋連接，通過控制逆變橋橋臂的導通和關斷，使所述變頻器驅動負載，其特征在于包括，控制信號發生模塊(11)、緩沖模塊(12)、逆變橋驅動模塊(13)、驅動電源(14)，

所述控制信號發生模塊(11)產生用于控制逆變橋(2)的控制信號，

所述緩沖模塊(12)用于將所述控制信號輸入到逆變橋驅動模塊(13)，

所述逆變橋驅動模塊(13)由所述驅動電源(14)供電，根據所述控制信號，控制所述逆變橋(2)中橋臂的導通和關斷，

變頻器的安全信號輸入所述驅動電源(14)，并通過光電隔離模塊(15)輸入所述控制信號發生模塊(11)和所述緩沖模塊(12)，

所述安全信號為允許變頻器驅動負載的信號，

所述安全信號作為使能信號控制所述驅動電源(14)的供電，控制所述控制信號發生模塊(11)和所述緩沖模塊(12)輸出所述控制信號。

第二技術方案基于第一技術方案，其特征在于，所述驅動電源(14)包括第一穩壓模塊(141)、第二穩壓模塊(146)、PWM控制模塊(142)、逆變電路模塊(143)、高頻隔離變壓器模塊(144)、整流模塊(145)，