1 系統(tǒng)說明

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器廣泛用于各種應(yīng)用，例如計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)、機(jī)器人、磨床、過程控制等等。這些應(yīng)用通常需要基于驅(qū)動(dòng)的安全功能來降低意外和危險(xiǎn)移動(dòng)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的集成式安全功能可取代那些安裝起來既費(fèi)時(shí)又成本高昂的外部安全組件，如主接觸器或電機(jī)接觸器。此外，電子開關(guān)速度明顯快于接觸器或繼電器等機(jī)電設(shè)備。集成式安全功能可降低危險(xiǎn)區(qū)域中的人身傷害風(fēng)險(xiǎn)以及安裝要求。

“安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉”(STO) 功能就是這樣一項(xiàng)實(shí)用的安全功能?？梢栽诎l(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)請(qǐng)求或觸發(fā) STO。IEC 61800-5-2 將 STO 定義為防止扭矩生成電力向電機(jī)供電的功能。按照 IEC 60204-1 的停止類別 0，此安全子功能對(duì)應(yīng)于不受控制的停止。在需要斷電的情況下，STO 安全功能也非常有用，可防止意外啟動(dòng)。

此 STO 參考設(shè)計(jì)根據(jù) IEC|EN 61800-5-2 實(shí)現(xiàn)了具有 1 (HFT = 1) 故障容錯(cuò)功能的雙通道架構(gòu) (1oo2)。只要兩個(gè) STO 輸入端都出現(xiàn)邏輯 1（+24V 直流），電機(jī)就可以運(yùn)行。如果一個(gè)或兩個(gè) STO 輸入端為邏輯 0（0V 直流）時(shí)，將通過負(fù)載開關(guān)切斷六個(gè)隔離式 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)相應(yīng)電源，斷開柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 的電源電壓會(huì)禁用隔離式柵極雙極晶體管 (IGBT)，從而禁用扭矩生成的電量。

此參考設(shè)計(jì)需對(duì)兩個(gè)隔離式 STO 信號(hào)進(jìn)行電路級(jí)實(shí)現(xiàn)，以通過 CMOS 輸入關(guān)閉隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器的 VCC1 和 VCC2 電源。已經(jīng)在各個(gè)點(diǎn)提供監(jiān)控功能，以便進(jìn)行診斷和故障檢測。假定微控制器 (SIL 1 MCU) 會(huì)通過監(jiān)控 STO 輸入信號(hào)以及診斷反饋信號(hào)來運(yùn)行 STO 硬件的診斷。MCU 和相關(guān)診斷軟件不是此參考設(shè)計(jì)的一部分。隨 STO_FB 信號(hào)提供了驅(qū)動(dòng)狀態(tài)反饋。

本設(shè)計(jì)指南通過從各種測試結(jié)果中提取的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證各設(shè)計(jì)規(guī)格的功能。

此 STO 參考設(shè)計(jì)硬件架構(gòu) (1oo2) 經(jīng)過 TUEV SUED 評(píng)估，通常符合 SIL 3 和 PL e/Cat 3標(biāo)準(zhǔn)。可提供 TUEV 報(bào)告 ⁽⁶⁾、定性系統(tǒng) FMEA 和系統(tǒng)說明 ⁽⁷⁾，進(jìn)一步幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn) STO 子系統(tǒng)。