[发明专利]变频器电源装置和包含该装置的变频器

说明书

本发明涉及电力电子技术，特别涉及一种用于向变频器的安全力矩中断接口电路和控制器供电的电源装置以及包含该装置的变频器。按照本发明一个实施例的变频器电源装置（150）包括：变换单元（151），其配置为将外部电能转换为适于变频器的驱动信号源（130）和安全力矩中断控制单元（140）的工作电压；与所述变换单元（151）耦合的异常处理单元（152），其配置为当所述变换单元（151）的输出电压超出预设范围时，使所述变频器电源装置（150）停止对所述驱动信号源（130）和安全力矩中断控制单元（140）的供电。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，特别涉及一种用于向变频器的安全力矩中断接口电路和控制器供电的电源装置以及包含该装置的变频器。

背景技术

变频器是应用变频技术，通过改变电机工作频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要包含整流滤波单元、逆变单元、驱动单元和控制单元等部件。变频器通过控制逆变单元内诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)之类的开关器件的通断，向电机提供可变频率的电压，从而实现调速和转矩控制。在许多应用领域中，为了杜绝不希望或意外的旋转所导致的伤害，需要提供一种在紧急情况下能够停止电机工作的方法。题为“EN61800-5-2：2007”的技术标准将停止驱动电机运行的方法(以下又称为“安全力矩中断”)定义为“能够引起电机旋转的电能没有施加在电机上”。有关安全力矩中断进一步的内容可参见上述技术标准，该标准在此以全文引用方式包含在本说明书中。

在现有技术中，为了实现安全力矩中断，通常在逆变器的控制输入端提供安全力矩中断(STO)控制单元。该单元通过在紧急状态下阻断驱动信号向逆变单元内的开关器件的传输，从而中断能够产生转矩的电机电流的产生。为了满足较高的安全级别，需要以高度可靠的方式提供安全力矩中断功能，即，STO控制单元需要具有非常低的故障概率。

STO控制单元通常由独立电源供电。一个突出的问题是，一旦供电电源运行异常(例如输出电压过高或过低)，则可能导致STO控制单元无法正常工作，从而导致STO功能失效。

因此需要提供一种具有高度可靠性和强壮性的保护机制，以确保STO功能的有效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频器电源装置，其具有高度可靠性和强壮性的保护机制，以确保STO功能的有效性。

按照本发明一个方面的变频器电源装置包括：

变换单元，其配置为将外部电能转换为适于变频器的驱动信号源和安全力矩中断控制单元的工作电压；

与所述变换单元耦合的异常处理单元，其配置为当所述变换单元的输出电压超出预设范围时，使所述变频器电源装置停止对所述驱动信号源和安全力矩中断控制单元的供电。

优选地，在上述变频器电源装置中，所述异常处理单元包括：

过压响应电路，其配置为当所述变换单元的输出电压大于第一阈值时，使所述变频器电源装置停止对所述驱动信号源和安全力矩中断控制单元的供电；以及

欠压响应电路，其配置为当所述变换单元的输出电压小于第二阈值时，使所述变频器电源装置停止对所述驱动信号源和安全力矩中断控制单元的供电。

优选地，在上述变频器电源装置中，所述过压响应电路通过切断所述变换单元与所述驱动信号源的连接，使所述变频器电源装置停止对所述驱动信号源和安全力矩中断控制单元的供电。

优选地，在上述变频器电源装置中，所述欠压响应电路通过切断所述变换单元与所述驱动信号源的连接，使所述变频器电源装置停止对所述驱动信号源和安全力矩中断控制单元的供电，和/或借助复位信号阻止所述驱动信号源输出驱动信号。