驱动设备以及相应方法技术

提供了驱动设备以及相应方法。为了避免驱动器的灾难性故障，保护电路被配置成限制DC总线电容器中的电流。驱动器可以包括隔离电路和具有比较器的保护电路。保护电路可以被配置成将在DC总线电容器两端测量的电压与阈值电压进行比较，并且当DC电容器电压超过阈值电压时激活隔离电路。驱动器还可以包括耦接到隔离电路的低电压电路，其中，低电压电路被配置成当隔离电路被激活时中断旁路信号，以断开旁路电路并激活预充电电路。因此，当DC总线中的电容器的电压超过阈值时，驱动器中的以及到DC总线电容器的电流通过预充电电路来限制。电容器的电流通过预充电电路来限制。电容器的电流通过预充电电路来限制。

Driving equipment and corresponding methods

【技术实现步骤摘要】
驱动设备以及相应方法


[0001]本专利技术涉及驱动设备以及相应方法。

技术介绍

[0002]对于包括在自动化环境中的各种机器，驱动器可以用于控制电机。驱动器通常包括包含电容器的直流(DC)总线。在故障期间，DC总线中的电容器可能由于包括其他电容器可能发生故障或短路的多种原因而过充电，从而导致其他电容器过充电。电容器具有有限的容量以适度地处理过充电状况。由于DC总线为高电压，所以这种过充电可能导致电容器点燃或爆炸，从而导致驱动器的灾难性故障并且可能损坏其他设备。

技术实现思路

[0003]为了避免上述灾难性故障，本文描述的解决方案包括在驱动器中配置DC总线电容器击穿保护电路。所述驱动器可以包括被配置成限制驱动器中的电流的预充电电路。驱动器还可以包括耦接到预充电电路的旁路电路，旁路电路可以被配置成响应于旁路信号对预充电电路进行旁路。驱动器还可以包括具有电容器的DC总线。驱动器还可以包括隔离电路。驱动器还可以包括具有比较器的保护电路，其中，保护电路耦接到隔离电路和DC总线的电容器。保护电路可以被配置成将在电容器两端测量的电压与阈值电压进行比较，并且当电压超过阈值电压时，激活隔离电路。驱动器还可以包括耦接到隔离电路的低电压电路，其中，低电压电路被配置成当隔离电路被激活时中断旁路信号，以断开旁路电路并激活预充电电路。因此，当DC总线中的电容器的电压超过阈值时，驱动器中的以及到DC总线电容器的电流通过预充电电路来限制。
[0004]实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个。预充电电路可以与耦接到DC总线的一个或更多个可熔电阻器串联耦接。预充电电路可以包括至少一个电阻器，可熔电阻器可以被配置成在预充电电路中的电阻器点燃(ignite)之前失效(fail)。在一些实施方式中，保护电路用在DC总线电容器两端测量的电压供电。在一些实施方式中，低电压电路用旁路信号供电。在一些实施方式中，低电压电路还被配置成响应于激活隔离电路来触发驱动器不平衡故障。驱动器还可以包括逆变器和控制器。控制器可以被配置成响应于驱动器不平衡故障来禁用逆变器，以限制驱动器中的电流。在一些实施方式中，低电压电路可以包括锁存电路，并且锁存电路可以被配置成响应于保护电路激活隔离电路而激活以及当隔离电路停用时继续中断旁路信号。在一些实施方式中，DC总线中的电容器串联耦接，每个电容器具有对应的保护电路，每个保护电路具有对应的隔离电路，并且每个保护电路通过相应的隔离电路耦接到低电压电路。在一些实施方式中，隔离电路可以包括光耦合器，该光耦合器在被激活时进行电传导以将保护电路电耦合至低电压电路。
附图说明
[0005]参考以下附图可以更好地理解本公开内容的许多方面。附图中的部件不一定按比
例绘制。为了讨论一些实施方式的目的，一些部件或操作可以不被分成不同的块或者可以被组合成单个块。此外，在附图中，贯穿若干视图，相同的附图标记指代对应的部分。虽然结合这些附图描述了若干实施方式，但是本公开内容不限于本文公开的实施方式。本技术可修改为各种修改和替选形式。本文中的公开内容和附图旨在提供对某些实施方式的描述，并且旨在覆盖所有替选方式、修改和等同物。
[0006]图1示出了根据一些实施方式的自动化机器的多个部件。
[0007]图2示出了根据一些实施方式的驱动器。
[0008]图3示出了根据一些实施方式的保护电路。
[0009]图4示出了根据一些实施方式的保护电路。
[0010]图5示出了根据一些实施方式的低电压电路。
[0011]图6示出了根据一些实施方式的用于配置驱动器以避免灾难性故障的过程。
具体实施方式
[0012]以下描述和相关附图教示了本专利技术的最佳模式。出于教示专利技术原理的目的，可以简化或省略最佳模式的一些常规方面。所附权利要求限定了本专利技术的范围。注意，最佳模式的一些方面可能未落入权利要求指定的本专利技术的范围内。因此，本领域技术人员将认识到落在本专利技术范围内的最佳模式的变型。本领域技术人员将认识到以下描述的特征可以以各种方式组合以形成本专利技术的多种变型。因此，本专利技术不限于以下描述的特定示例，而是仅通过权利要求及其等同物来限定。
[0013]用于控制电机的驱动器通常具有高电压DC总线。DC总线电容器具有高充电值，因此故障可能导致驱动器以及潜在地其他设备的灾难性故障。为了获得保险商实验室(UL)和Conformit
è
(CE)认证，驱动器必须通过DC总线电容器短路测试(例如，符合驱动器的UL/IEC61800
‑5‑
1标准)。当DC总线中的电容器短路时，DC总线中的其他电容器可能出现过充电状况。为了通过该测试，将总线电容器短路，直到获得可接受的最终结果(例如，打开诸如保险丝的保护装置)，并且驱动器不可以具有放射、燃烧、熔融金属或棉的点燃，客户电压将保持在安全操作电平，并且驱动器的保护盖应当保持附接，使得客户不暴露于高电压。然而，当短路一个总线电容器时，其他电容器两端的电压可能增加而超过电容器的额定浪涌电压，从而显著增加其漏电流和功耗。因此，一个或更多个处于过电压状况(即超过其浪涌电压)的电容器可能会点燃和/或爆炸。如果没有应急措施来中断到驱动器的电力和/或限制电流，驱动器很可能无法通过测试。
[0014]为了解决上述问题，本文描述了一种用于监测DC总线中的电容器的过充电状况的保护电路。当检测到过充电状况后，将预充电电路重新引入电路，以使驱动器进入预充电模式。在预充电模式期间，驱动器中的电流受到限制。此外，可熔电阻器可以与预充电电路串联放置，以在预充电电路电阻器故障之前断开电路，从而中断通过驱动器的电力。此外，可以触发驱动器不平衡故障。控制器可以响应于该驱动器不平衡故障来禁用逆变器，从而禁用驱动器。因此，驱动器中的电流被限制或完全中断，并且在部件到达爆炸和/或点燃点之前，驱动器被禁用。
[0015]转到图1，描绘了系统100。例如，系统100可以是在自动化环境中使用的机器的一部分。系统100包括控制器105、驱动器110和电机115。控制器105可以是可编程逻辑控制器
或可以用于控制驱动器110和/或系统100的其他部件的任何其他合适的控制器，所述其他部件包括机器的输入和输出(I/O)和未示出的其他部件。驱动器110可以是任何合适的驱动器，包括交流(AC)驱动器、DC驱动器、伺服驱动器、步进驱动器、或具有DC总线的任何其他类型的驱动器。电机115可以由驱动器110控制，并且可以是与驱动器类型相对应的任何合适类型的电机，包括AC电机、DC电机、伺服电机、步进电机或任何其他类型的电机。系统100旨在提供机器的部件的简化配置，然而，系统100可以包括许多其他部件，包括其他控制器105、驱动器110和电机115以及在自动化环境中使用的其他类型的部件和机器。
[0016]图2示出了驱动器110的其他细节。驱动器110包括输入205、输出210、控制器215、预充电电路220、可熔电阻器222、受控整流器226(例如晶闸管整流器)、DC总线230、逆变器22本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动设备，包括：预充电电路，其被配置成：限制所述驱动设备中的电流；耦接到所述预充电电路的旁路电路，所述旁路电路被配置成：响应于旁路信号，对所述预充电电路进行旁路；包括电容器的直流DC总线；隔离电路；包括比较器的保护电路，所述保护电路耦接到所述隔离电路和所述DC总线的所述电容器，并且所述保护电路被配置成：将在所述电容器两端测量的第一电压与阈值电压进行比较；以及响应于所述第一电压超过所述阈值电压，激活所述隔离电路；以及耦接到所述隔离电路的低电压电路，所述低电压电路被配置成：响应于所述保护电路激活所述隔离电路：中断所述旁路信号以断开所述旁路电路并激活所述预充电电路。2.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述预充电电路与耦接到所述DC总线的一个或更多个可熔电阻器串联耦接。3.根据权利要求2所述的驱动设备，其中，所述预充电电路包括至少一个电阻器，并且其中，所述可熔电阻器被配置成在所述预充电电路中的所述至少一个电阻器点燃之前失效。4.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述保护电路用所述第一电压供电。5.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述低电压电路用所述旁路信号供电。6.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述低电压电路还被配置成：响应于所述保护电路激活所述隔离电路：触发驱动器不平衡故障。7.根据权利要求6所述的驱动设备，其中，所述驱动设备还包括：逆变器；以及控制器，所述控制器被配置成：响应于所述低电压电路触发所述驱动器不平衡故障，禁用所述逆变器以限制所述驱动设备中的电流。8.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述低电压电路包括锁存电路，所述锁存电路被配置成：响应于所述保护电路激活所述隔离电路而激活；以及当所述隔离电路停用时，继续中断所述旁路信号。9.根据权利要求1所述的驱动设备，其中：所述电容器是串联耦接的多个电容器中的第一电容器；所述保护电路是多个保护电路中的第一保护电路；所述多个电容器中的每个电容器耦接到所述多个保护电路中的相应保护电路；所述隔离电路是多个隔离电路中的第一隔离电路；以及每个保护电路通过所述多个隔离电路中的相应隔离电路耦接到所述低电压电路。

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：