[发明专利]安全转矩关断电路及其应用的电机控制系统

说明书

本申请的安全转矩关断电路及系统，电路包括：第一通道、第二通道及第三通道；第一通道包括：连的第一输入电路、第一耦合传输电路、第一输出电路；第二通道包括：连的第四输入电路、第四耦合传输电路、及第二输出电路；第三通道包括：第二输入电路、连接第一输入电路的输出端的第二耦合传输电路、第三输入电路、连接第三输入电路的输出端的第三耦合传输电路、连接第二耦合传输电路和第三耦合传输电路的输出端的处理电路；第一和第二输入电路间、第三和第四输入电路的输入端间分别相向变频器系统输出使能信号；第三输出电路的输出端引出安全转矩关断电源端以向变频器系统提供电源；三路冗余的方案更为可靠，且不同的通道设计降低共因失效的风险。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及安全转矩关断电路及其应用的电机控制系统。

背景技术

安全转矩关断(Safe Torque Off)简称STO，是一种专门应用于变频器安全控制的的安全功能，是利用安全输入信号的回路通过强制性地关闭变频器内部的功率晶体管的驱动信号进而将电机的输出转矩进行关闭的安全功能。防止电机的意外启动，保护人员和设备的安全。

目前STO的电路及系统采用双路冗余设计，提高系统的安全性，然而双路冗余的设计，在长时间的运行中，可能因为故障的累积导致安全功能失效，因此在特定的条件下，会导致安全功能电路的失效，危险的发生。

有些现有技术中公开了双路冗余设计加周期性检测的STO功能电路，该电路由于采取动态检测的方法保证了电路具有较高的诊断覆盖率，能够实现现场应用的安全，但由于该方案两个通道之间采用基本相同的设计，因此共因失效的概率会比较高，有一定应用风险。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供安全转矩关断电路及其应用的电机控制系统，解决现有技术中STO电路安全冗余设计仍存在失效的安全问题。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种安全转矩关断电路，包括：第一通道、第二通道及第三通道；所述第一通道包括：第一输入电路、连接所述第一输入电路的输出端的第一耦合传输电路、连接所述第一耦合传输电路的输出端的第一输出电路；所述第二通道包括：第四输入电路、连接所述第四输入电路的输出端的第四耦合传输电路、连接所述第四耦合传输电路的输出端的第二输出电路；所述第三通道包括：第二输入电路、连接所述第一输入电路的输出端的第二耦合传输电路、第三输入电路、连接所述第三输入电路的输出端的第三耦合传输电路、连接所述第二耦合传输电路和第三耦合传输电路的输出端的处理电路；其中，所述处理电路包括：分别连接第二耦合传输电路和第三耦合传输电路的输出端的第一输入端和第二输入端、分别连接第一输出电路和第二输出电路的第一诊断端和第二诊断端、连接第三输出电路的第一输出端、及连接看门狗电路的第二输出端；其中，所述第一诊断端用于诊断第一通道的故障信号以控制第一输出电路的通/断，所述所述第二诊断端用于诊断第二通道的故障信号以控制第二输出电路的通/断；所述看门狗电路连接所述第三输出电路，用于检测处理电路的故障信号以控制第三控制输出电路的通/断；所述第一输入电路和第二输入电路的输入端相连并引出第一安全转矩关断输入端；所述所述第三输入电路和第四输入电路的输入端相连并引出第二安全转矩关断输入端；所述第一输出电路和第二输出电路的输出端分别引出第一安全转矩关断输出端和第二安全转矩关断输出端，所述第三输出电路的输出端引出安全转矩关断电源端；所述第一安全转矩关断输出端及第二安全转矩关断输出端连接至变频器系统，用于输出使能信号；所述安全转矩关断电源端连接至变频器系统，用于提供输出电源。

于一实施例中，所述第一安全转矩关断输入端和第二安全转矩关断输入端分别经第一开关电路和第二开关电路连接于一输入电源。