[发明专利]监视用于激活安全功能的开关的连接的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于监视用于激活设备的安全功能的开关的连接的 方法和装置。

背景技术

逆变器是一种电气设备，其能够形成具有可变频率的电压。典型地， 逆变器用于和马达连接从而以可变频率控制马达。逆变器也可以是频率转 换器的一部分，该频率转换器用于例如控制马达。与逆变器或者通常包括 逆变器的频率转换器相关，各种安全功能通常用于监视及确保例如在不同 使用情况和条件下马达驱动的安全。一个这种安全功能是安全转矩关闭 (STO，Safe Torque Off)。该安全转矩关闭是IEC61508标准中定义的功 能，其规定使得能够以可靠的方式设计安全设备。对于频率转换器的期望 等级是SIL(安全完整性等级，Safety Integrity Level)3。

例如在频率转换器中，STO功能是为了确保：如果安全开关被转动 了，对于由频率转换器控制的马达没有转矩形成。在应用频率转换器的情 况下，用户通常需要完成安装由STO连接的连接器及具有两个电气分离 开关的安全开关接收的双绞电缆的任务。图1示出与STO功能有关的安 全开关S2普通耦合到频率转换器的逆变器10的例子。该图仅仅示出逆变 器的输出级的三相中的一相，该逆变器经由相U2、V2和W2为马达供电。 该逆变器的输出级由控制电路11通过门驱动器12a和12b控制。该逆变 器(或者频率转换器)的STO连接通常提供四个端子1、2、3、4，其中 1、2两个端子通常具有例如24VDC的有功电源。该电源经由两极安全 开关S2以及连接30和40从端子1、2导到端子3、4。该电压被从端子3、 4进一步提供给例如控制电路11并作为门驱动器12a、12b的工作电压。 这样，该电源被经由安全开关S2以及连接30和40穿过两个分立的连接 支路提供。安全开关S2的任务是切断该电源，其结果是：STO逻辑/功能 要防止对由逆变器10供电的马达形成力矩。在图1的示例性结构中，安 全开关S2的断开切断了两条连接支路并且因此切断了针对给逆变器10 的控制电路及门驱动器12a、12b的电源。

上述安全开关的耦合的问题是：用户用于安全开关的连接的双绞电 缆可能是有故障的或者可能在使用的过程中变得有故障。因此指示用户将 铠装电缆用于安全开关的连接以使得例如已经变得无用的有故障的电缆 引发STO功能是明智的。然而，找到铠装电缆可能是困难的，并且，此 外，确保用户最终使用适当的铠装电缆并将其护套接地也是困难的。在最 坏的情况下，没有接地的护套可能使连接电缆的导体短路，依次地，可能 导致例如当一个开关损坏时STO功能完全无效的情况。此外，不能确保 用户将开关正确地耦合及使用两极开关。

发明内容

本发明的目的是：提供一种方法以及一种用于实现该方法的装置， 其避免上述缺点或者至少减轻这些缺点。该目的通过根据本发明的方法、 装置、逆变器和频率转换器达到，其特征如独立权利要求所描述的。在从 属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

本发明基于这样的思路：通过在经过用于激活安全功能的开关的 两极和它们的连接的电压之间形成电压差，监视该开关的连接情况，由 此可以响应于提供给设备的电压之间的差与所述形成的电压差不一致或 者响应于提供给设备的电压之间的差基本为零，检测到连接失败。

根据本发明的方案的优点在于：可以在设备工作期间连续地监视或 者以期望的间隔监视与安全功能的开关一起使用的连接(例如双绞电缆) 的工作情况。根据本发明的方案使得能够进一步改进例如安全转矩关闭功 能的安全功能。

附图说明

现在将结合优选实施例并参考附图更加详细地描述本发明，其中：

图1示出本发明可能应用到的系统的框图；

图2示出根据实施例的连接的监视装置的框图；

图3示出根据实施例的信号图；

图4示出根据实施例的信号图；

图5示出根据实施例的连接的监视装置的框图；

图6示出根据实施例的连接的监视装置的框图；以及

图7示出根据实施例的连接的监视装置的框图。

具体实施方式