安全转矩关断控制电路及电机控制器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种安全转矩关断控制电路及电机控制器，所述安全转矩关断控制电路包括信号转换单元和故障诊断单元；所述信号转换单元包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子以及第二输出端子，所述故障诊断单元包括第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子；所述信号转换单元在所述第一输入端子接收到STO信号时，通过所述第一输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第一关断信号；所述故障诊断单元按照第一预设周期输出第一诊断信号，并在所述第一反馈输入端子的信号符合第一预设条件时，输出用于使所述后端执行模块停止输出的第二关断信号。本实用新型专利技术实施例可以可靠实现电机危险失效管控，提高设备的安全性。

【技术实现步骤摘要】
安全转矩关断控制电路及电机控制器
本技术实施例涉及运动控制领域，更具体地说，涉及一种安全转矩关断控制电路及电机控制器。
技术介绍
在工业现场，当操作人员的人身安全受到威胁时，一般通过按下急停按钮，使变频器或伺服驱动器断电，从而让电机停止输出转矩、机器停止运行，防止机器的意外动作对人体造成伤害。然而，断电重启往往需要较长时间才能使机器停止运行，特别是大功率变频器或驱动器，并且这些机器的通断电一次往往需要花费较长时间，这对生产效率影响较大。为了防止由于电气设备的意外起动而造成人身损害事故，同时避免因断电重启对正常生产造成的影响，目前已针对变频器、伺服电机驱动器等驱动设备提出了STO(SafeTorqueOff，安全转矩关断)功能。该STO功能能够防止驱动器在电机停止时仍在其中产生转矩，从而有效防止因电机意外起动造成的人身伤害事故。然而，在现有的运动控制系统中，STO功能仅能够实现转矩关断，而对实现STO功能的硬件并不进行诊断，从而导致STO功能存在失效的风险。此外，现有的实现STO功能的电路较为复杂。
技术实现思路
本技术实施例针对上述实现STO功能的硬件无法进行诊断，并导致STO功能存在失效的风险，以及现有实现STO功能的硬件电路复杂的问题，提供一种安全转矩关断控制电路及电机控制器。本技术实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种安全转矩关断控制电路，包括信号转换单元和故障诊断单元；所述信号转换单元包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子以及第二输出端子，所述故障诊断单元包括第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子；所述信号转换单元通过所述第一输入端子与前端模块连接、通过所述第一输出端子与后端执行模块连接，且所述信号转换单元在所述第一输入端子接收到安全转矩关断STO信号时，通过所述第一输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第一关断信号；所述故障诊断单元通过所述第一诊断输出端子与所述信号转换单元的第二输入端子连接、通过所述第一反馈输入端子与所述信号转换单元的第二输出端子连接、以及通过所述使能信号输出端子连接所述后端执行模块，且所述故障诊断单元按照第一预设周期通过所述第一诊断输出端子输出第一诊断信号，并在所述第一反馈输入端子的信号符合第一预设条件时，通过所述使能信号输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第二关断信号。优选地，所述信号转换单元包括限流子单元、第一隔离子单元、第一滤波子单元以及第二滤波子单元，且所述第一隔离子单元的原边经由所述限流子单元与所述第一输入端子连接，所述第二输入端子直接与所述第一隔离子单元的原边连接，所述第一隔离子单元的副边经由所述第一滤波子单元与所述第一输出端子连接，所述第一隔离子单元的副边经由所述第二滤波子单元与所述第二输出端子连接。优选地，所述第一隔离子单元由第一光耦构成，且所述第一光耦的副边的正输出端经由限流电阻连接供电输入端，所述第一光耦的副边的负输出端连接参考地；所述第一滤波子单元和第二滤波子单元分别与所述第一光耦的副边的正输出端连接。优选地，所述故障诊断单元包括微控制器、开关子单元以及第二隔离子单元，且所述第一反馈输入端子以及使能信号输出端子分别由所述微控制器的引脚构成；所述微控制器包括检测信号输出引脚，且所述检测信号输出引脚经由所述开关子单元连接到所述第二隔离子单元的原边，所述第二隔离子单元的副边与所述第一诊断输出端子连接。优选地，所述第二隔离子单元由第二光耦构成，所述开关子单元由开关管构成；所述微控制器的检测信号输出引脚连接到所述开关管的控制端，且所述开关管与第二光耦的原边串联连接，所述第二光耦的副边与所述信号转换单元的第二输入端子连接。优选地，所述后端执行模块包括两个串联连接的缓冲器芯片；所述安全转矩关断控制电路包括两个所述信号转换单元，且两个所述信号转换单元分别通过第一输入端子与同一前端模块连接，并分别通过第一输出端子与两个缓冲器芯片一一对应连接；所述后端执行模块在任一缓冲器芯片接收到第一关断信号或第二关断信号时停止向后端的逆变模块输出驱动脉冲。优选地，所述故障诊断单元包括两个第二隔离子单元；所述微控制器包括两个第一反馈输入端子，且所述微控制器的检测信号输出引脚分别经由开关控制子单元连接到两个所述第二隔离子单元的原边；两个所述第二隔离子单元的副边与两个所述信号转换单元的第二输入端子分别一一对应连接。优选地，所述故障诊断单元包括第二诊断输出端子和第二反馈输入端子，且所述故障诊断单元按照第二预设周期通过所述第二诊断输出端子输出第二诊断信号，并在所述第二反馈输入端子的信号符合第二预设条件时，通过所述使能信号输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第二关断信号。优选地，所述安全转矩关断控制电路还包括供电单元，且所述信号转换单元和所述故障诊断单元的供电输入端分别连接到所述供电单元的输出端。本技术实施例还提供一种电机控制器，包括上所述的安全转矩关断控制电路。本技术实施例的安全转矩关断控制电路及电机控制器具有以下有益效果：由信号转换单元根据STO信号控制后端执行模块停止转矩输出，并通过故障诊断单元对信号转换单元的硬件进行检测，可以可靠实现电机危险失效管控，提高设备的安全性。并且，本技术实施例还具有电路结构简单的特点。附图说明图1是本技术实施例提供的安全转矩关断控制电路的示意图；图2是本技术实施例提供的安全转矩关断控制电路的电路拓扑图；图3是本技术实施例提供的安全转矩关断控制电路中诊断脉冲的频率图；图4是本技术另一实施例提供的安全转矩关断控制电路的示意图；图5是本技术另一实施例提供的安全转矩关断控制电路的电路拓扑图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，是本技术实施例提供的安全转矩关断控制电路的示意图，该安全转矩关断控制电路可应用于电机控制器，例如变频器、伺服驱动器等，并提高电机控制器STO功能的可靠性。本实施例的安全转矩关断控制电路包括信号转换单元11和故障诊断单元12，上述信号转换单元11和故障诊断单元12分别由一个或多个电子元件连接而成，并实现相应的电信号处理。其中，信号转换单元11包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子以及第二输出端子；故障诊断单元12包括第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子。上述第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子、第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子具体可以是电子元件之间的导电连接点，且第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子、第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子中的每一个可包括一个或多个导电连接点。...

【技术保护点】
1.一种安全转矩关断控制电路，其特征在于，包括信号转换单元和故障诊断单元；所述信号转换单元包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子以及第二输出端子，所述故障诊断单元包括第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子；/n所述信号转换单元通过所述第一输入端子与前端模块连接、通过所述第一输出端子与后端执行模块连接，且所述信号转换单元在所述第一输入端子接收到安全转矩关断STO信号时，通过所述第一输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第一关断信号；/n所述故障诊断单元通过所述第一诊断输出端子与所述信号转换单元的第二输入端子连接、通过所述第一反馈输入端子与所述信号转换单元的第二输出端子连接、以及通过所述使能信号输出端子连接所述后端执行模块，且所述故障诊断单元按照第一预设周期通过所述第一诊断输出端子输出第一诊断信号，并在所述第一反馈输入端子的信号符合第一预设条件时，通过所述使能信号输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第二关断信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种安全转矩关断控制电路，其特征在于，包括信号转换单元和故障诊断单元；所述信号转换单元包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子以及第二输出端子，所述故障诊断单元包括第一诊断输出端子、第一反馈输入端子以及使能信号输出端子；
所述信号转换单元通过所述第一输入端子与前端模块连接、通过所述第一输出端子与后端执行模块连接，且所述信号转换单元在所述第一输入端子接收到安全转矩关断STO信号时，通过所述第一输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第一关断信号；
所述故障诊断单元通过所述第一诊断输出端子与所述信号转换单元的第二输入端子连接、通过所述第一反馈输入端子与所述信号转换单元的第二输出端子连接、以及通过所述使能信号输出端子连接所述后端执行模块，且所述故障诊断单元按照第一预设周期通过所述第一诊断输出端子输出第一诊断信号，并在所述第一反馈输入端子的信号符合第一预设条件时，通过所述使能信号输出端子输出用于使所述后端执行模块停止输出的第二关断信号。


2.根据权利要求1所述的安全转矩关断控制电路，其特征在于，所述信号转换单元包括限流子单元、第一隔离子单元、第一滤波子单元以及第二滤波子单元，且所述第一隔离子单元的原边经由所述限流子单元与所述第一输入端子连接，所述第二输入端子直接与所述第一隔离子单元的原边连接，所述第一隔离子单元的副边经由所述第一滤波子单元与所述第一输出端子连接，所述第一隔离子单元的副边经由所述第二滤波子单元与所述第二输出端子连接。


3.根据权利要求2所述的安全转矩关断控制电路，其特征在于，所述第一隔离子单元由第一光耦构成，且所述第一光耦的副边的正输出端经由限流电阻连接供电输入端，所述第一光耦的副边的负输出端连接参考地；所述第一滤波子单元和第二滤波子单元分别与所述第一光耦的副边的正输出端连接。


4.根据权利要求2所述的安全转矩关断控制电路，其特征在于，所述故障诊断单元包括微控制器、开关子单元以及第二隔离子单元，且所述第一反馈输入端子以及使能信号输出端子分别由所述微控制器的引脚构成；所述微控制器包括检测信号输出引脚，且所述检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32