专利名称：一种用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机驱动领域，尤其涉及一种用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路。
背景技术：
传统的交流电动机驱动回路见附图1，交流电动机的状态完全由驱动装置的主回路固态器件IGBT1-6决定，在由这类电路构成的电机驱动系统中，电机的启停和正反转的控制直接由固态器件操控。在某些特殊的应用中，如果涉及到重要逻辑安全或者要求对系统状态有逻辑冗余要求的场合，这类回路将难以满足要求。
发明内容本实用新型解决的技术问题是提供一种简单的实现逻辑冗余的回路，以确保电动机的状态。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，与外部交流电源、IGBT器件连接，其特征在于:包括主控CPU、冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路；所述的电源控制电路包括交流电源继电器Cl及直流预充电回路；所述交流电源继电器Cl与交流电源连接，直流预充电回路用于当交流电源继电器Cl断开时提供维持电压；所述冗余电位锁闭控制回路包括安全继电器，所述安全继电器与外部的IGBT器件连接；所述主控CPU与冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路连接，控制安全继电器、交流电源继电器Cl导通或关闭。本实用新型的第一优选方案为，所述外部IGBT器件为6个，任一 IGBT器件栅极与发射极间并联一个安全继电器。本实用新型的第二优选方案为，所述安全继电器一端串联一个安全电阻。本实用新型的第三优选方案为，所述直流预充电回路包括小功率变压器Trl及其整流器，所述小功率变压器Trl、整流器、交流电源继电器Cl串联。本实用新型的第四优选方案为，所述的多个安全继电器以一个多接点的安全继电器替代。本实用新型的技术优势在于:在固态器件的控制电极上设置由机械常闭接点构成的冗余电位锁闭控制回路，每个继电器都设有常开反馈接点，向系统反馈锁闭继电器状态，在固态器件的交流电源端设置由交流电源继电器Cl构成的电源控制点，实现安全冗余。为了抑制由于交流电源继电器Cl频繁动作对直流回路电压带来的波动，设立了由小功率变压器Trl及其整流器构成的直流预充电回路，使交流电源继电器Cl断开的时候直流回路依然有足够的维持电压，这样既保证了直流回路的安全冗余又消除了由于电容器充放电带来的时间延时。
图1是现有技术中电机驱动回路图。图2为实施例1和2用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路电路部分图。图3为实施例1用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路示意图。图4为实施例2用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对实用新型做进一步说明。实施例1。参考图2、图3，一种用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，与外部交流电源、IGBT器件连接，包括主控CPU、冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路；电源控制电路包括交流电源继电器Cl及直流预充电回路；交流电源继电器Cl与交流电源连接，直流预充电回路用于当交流电源继电器Cl断开时提供维持电压；冗余电位锁闭控制回路包括安全继电器，安全继电器与外部的IGBT器件连接；主控CPU与冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路连接，控制安全继电器、交流电源继电器Cl导通或关闭。外部IGBT器件为6个，任一 IGBT器件栅极与发射极间并联一个安全继电器与一个安全电阻的串联电路。直流预充电回路包括小功率变压器Trl及其整流器，小功率变压器Trl、整流器、交流电源继电器Cl串联。在系统接入电源后，三相电源通过变压器Trl及其整流器Dl向直流回路充电，当直流回路电压达到设定点后，接触器C3闭合。在系统获得电机“运转”命令后，安全继电器Relay 1-6得电，IGBT器件栅极全部解除锁闭，可以接受驱动电流，如果安全继电器Relayl-6反馈接点全部呈现“接通”的状态，交流电源继电器Cl得电闭合，电源被接通待命，IGBT器件的栅极驱动回路即可向IGBT器件提供驱动电压，电动机运转。在IGBT器件得到“停止”指令后，在IGBT器件栅极驱动信号全部停止后“交流电源继电器Cl”和“安全继电器Relayl-6”同时失电，全部IGBT器件的控制电极在失去驱动电流后被“安全继电器继电 器Relayl-6”常闭接点短路锁闭，全部IGBT器件被强制关断，实现和驱动信号之间的冗余。在IGBT器件回路设置6个安全继电器relayl-6，其中，每个IGBT器件控制极和发射极之间接有一个常闭接点，在安全继电器relayl-6失电的状态下，这些IGBT器件的控制极被短路，确保IGBT器件关断输出，安全继电器Relayl-6的常闭接点被连接到控制电路的开关量输入接点，反馈给主控CPU安全继电器Relayl-6的当前状态；主控CPU控制安全继电器Cl仅仅在固态器件有输出电流的时候才得电接通，保证在不允许电机转动的时候，IGBT器件的电源被切断。实施例2.[0027]参考图2、图4，实施例1中，安全继电器Relayl-6以一个多接点的安全继电器替代。本实用新型不限于以上的实施方式，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，与外部交流电源、IGBT器件连接，其特征在于:包括主控CPU、冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路； 所述的电源控制电路包括交流电源继电器(Cl)及直流预充电回路；所述交流电源继电器(Cl)与交流电源连接，直流预充电回路用于当交流电源继电器(Cl)断开时提供维持电压； 所述冗余电位锁闭控制回路包括安全继电器，所述安全继电器与外部的IGBT器件连接; 所述主控CPU与冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路连接，控制安全继电器、交流电源继电器(Cl)导通或关闭。
2.根据权利要求1所述用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，其特征在于:所述外部IGBT器件为6个，任一 IGBT器件栅极与发射极间并联一个安全继电器。
3.根据权利要求2所述用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，其特征在于:所述安全继电器一端串联一个安全电阻。
4.根据权利要求1所述的用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，其特征在于:所述直流预充电回路包括小功率变压器(Trl)及其整流器，所述小功率变压器(Trl)、整流器、交流电源继电器(Cl)串联。
5.根据权利要求2或3所述的用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，其特征在于:所述的多个安全继电器以一个多接点的安全继电器替代。
专利摘要本实用新型涉及一种用于固态化交流电机驱动回路的安全冗余电路，与外部交流电源、IGBT器件连接，包括主控CPU、冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路；所述的电源控制电路包括交流电源继电器C1及直流预充电回路；所述交流电源继电器C1与交流电源连接，直流预充电回路用于当交流电源继电器C1断开时提供维持电压；所述冗余电位锁闭控制回路包括安全继电器，所述安全继电器与外部的IGBT器件连接；所述主控CPU与冗余电位锁闭控制回路、电源控制电路连接，控制安全继电器、交流电源继电器C1导通或关闭。
文档编号H02P23/00GK202978808SQ20122056579
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者王陈建 申请人:王陈建