[发明专利]带安全转矩关断功能的变频器控制装置以及安全变频器系统

说明书

本发明公开一种带安全转矩关断功能的变频器控制装置，包括控制信号发生模块11、逆变器PWM输出缓冲模块12、逆变桥驱动模块13、驱动电源14，控制信号发生模块11产生用于控制逆变桥2的控制信号，逆变器PWM输出缓冲模块12用于将所述控制信号输入到逆变桥驱动模块13，逆变桥驱动模块13由所述驱动电源14供电，根据所述控制信号，控制所述逆变桥2中桥臂的导通和关断，变频器的安全信号输入所述驱动电源14，并通过光电隔离模块15输入所述控制信号发生模块11和逆变器PWM输出缓冲模块12，安全信号为允许变频器驱动负载的信号，安全信号作为使能信号控制所述驱动电源14的供电，控制控制信号发生模块11和逆变器PWM输出缓冲模块12输出所述控制信号。

技术领域

本发明属于变频器逆变电路的控制技术领域，尤其涉及防止电机等意外启动的安全转矩关断技术。

背景技术

在利用变频器驱动电机的应用中，为了避免电机意外启动，可以通过撤除电机的驱动电源来实现。根据EN 61800-5-2的要求，这类变频器应具备安全转矩关断功能。安全转矩关断功能要求此时能够禁止控制电源对逆变器中功率半导体的供电，以便阻止变频器输出电源而使电机发生意外旋转。

目前，大部分变频器中没有内置安全转矩关断功能，只是在变频器外部设置相关功能电路，比如增加安全转矩关断功能模块和变频器输出接触器，在需要时切断变频器输出接触器。这种解决方案在大功率电机，尤其是同步电机应用中可能存在缺陷，比如在变频器输出低频交流电流或直流电流时断开输出接触器，可能导致接触器拉弧或者损坏变频器。另外，这种解决方案也增加了系统成本。

一般变频器内置的安全转矩关断功能仅仅是停止逆变器中功率半导体的控制电源，而一般控制电源中都设置了较大容量的电容进行滤波，这就会导致门极电源掉电时间较长，进而加长了停机时间。

有一些变频器内置的安全转矩关断功能还需要2个输入信号，一个信号用来禁止功率半导体的控制电源，另一个信号用来禁止数字信号处理器的PWM输出，电路复杂，且需要软件参与控制，存在可靠性不高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带安全转矩关断功能的变频器控制装置以及安全变频器，旨在解决现有安全转矩关断电路存在的电路复杂、关断时间较长、硬件成本高等问题。

本发明的第一技术方案为带安全转矩关断功能的变频器控制装置，该变频器控制装置与变频器的逆变桥连接，通过控制逆变桥桥臂的导通和关断，使所述变频器驱动负载，其特征在于包括，控制信号发生模块(11)、缓冲模块(12)、逆变桥驱动模块(13)、驱动电源(14)，

所述控制信号发生模块(11)产生用于控制逆变桥(2)的控制信号，

所述缓冲模块(12)用于将所述控制信号输入到逆变桥驱动模块(13)，

所述逆变桥驱动模块(13)由所述驱动电源(14)供电，根据所述控制信号，控制所述逆变桥(2)中桥臂的导通和关断，

变频器的安全信号输入所述驱动电源(14)，并通过光电隔离模块(15)输入所述控制信号发生模块(11)和所述缓冲模块(12)，

所述安全信号为允许变频器驱动负载的信号，

所述安全信号作为使能信号控制所述驱动电源(14)的供电，控制所述控制信号发生模块(11)和所述缓冲模块(12)输出所述控制信号。

第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述驱动电源(14)包括第一稳压模块(141)、第二稳压模块(146)、PWM控制模块(142)、逆变电路模块(143)、高频隔离变压器模块(144)、整流模块(145)，