安全扭矩關斷功能電路和電梯安全控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及工業安全控制技術，特別地，涉及一種安全扭矩關斷功能電路和 一種采用所述安全扭矩關斷功能電路的電梯安全控制系統。
【背景技術】
[0002] 針對變頻器控制曳引機在電梯系統中運行的安全要求，防止變頻器意外地重新啟 動，目前的電梯系統一般使用兩個運行接觸器串接在變頻器輸出端到曳引機之間，通過電 梯安全系統控制運行接觸器的通斷，達到曳引機安全運行之目的。
[0003] 采用運行接觸器串接控制通斷的做法有以下缺點：一、使用運行接觸器和相關布 線，成本高;二、運行接觸器電開關噪音大;三、運行接觸器的存在使布線復雜，容易引起線 間干擾，增加電磁兼容(Electromagnetic Compatibility，EMC)風險；四、運行接觸器作為 磨損部件，其壽命因其通斷次數的增加而大打折扣;五、運行接觸器體積龐大，占用控制柜 空間;六、增加接觸器開關損耗。
[0004] 有鑒于此，本實用新型設計了一種安全扭矩關斷功能電路以及電梯安全控制系統 來解決了電梯系統使用運行接觸器存在的上述不足。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的其中一個目的是為解決現有技術的上述技術問題而提供了一種安 全扭矩關斷功能電路;本實用新型的另一個目的是提供一種采用上述安全扭矩關斷功能電 路的電梯安全控制系統。
[0006] 本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路包括第一 ST0支路、第二ST0支路、控制 電源和內部電子開關，所述第一 ST0支路和所述第二ST0支路分別包括輸出電子開關和同或 邏輯電路，其中，所述同或邏輯電路的輸入端分別連接到所述第一ST0支路的輸出電子開 關和所述第二ST0支路的輸出電子開關，且所述第一 ST0支路和所述第二ST0支路的同或邏 輯電路的輸出端通過與門連接到所述內部電子開關，且所述控制電源通過所述內部電子開 關進一步連接到所述第一 ST0支路的輸出電子開關和所述第二ST0支路的輸出電子開關。
[0007] 在本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路的一種較佳實施例中，所述第一ST0 支路的輸出電子開關的輸出端還通過欠壓保護單元連接到上橋控制電源，而所述第二ST0 支路的輸出電子開關的輸出端還通過欠壓保護單元連接到下橋控制電源。
[0008] 在本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路的一種較佳實施例中，所述第一ST0 支路和所述第二ST0支路還分別包括電磁兼容電路和隔離光耦，其中所述電磁兼容電路通 過所述隔離光耦連接到所述輸出電子開關。
[0009] 在本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路的一種較佳實施例中，所述第一ST0 支路的電磁兼容電路和所述第二ST0支路的電磁電容電路分別通過不同的抱閘接觸器輔助 開關連接到外部電源。
[0010] 在本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路的一種較佳實施例中，所述同或邏輯 電路包括同或門和第一上電延時電路;其中，所述同或門的兩個輸入端分別作為所述同或 門邏輯電路的輸入端，并且分別連接到所述第一 STO支路和所述第二STO支路的輸出端，所 述第一上電延時電路連接到所述同或門。
[0011] 在本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路的一種較佳實施例中，所述同或邏輯 電路還包括第一與非門、第二與非門和第二上電延時單元，其中，所述第一與非門的其中一 個輸入端連接到所述同或門的輸出端，而另一個輸入端連接到所述第二與非門的輸出端； 所述第二與非門的兩個輸入端分別連接到所述第一與非門的輸出端和所述第二上電延時 單元。
[0012] 在本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路的一種較佳實施例中，所述同或邏 輯電路還包括非門，所述非門的輸入端連接到所述第一與非門的輸出端，而其輸出端連接 到所述與門的其中一個輸入端。
[0013] 本實用新型提供的電梯安全控制系統包括抱閘電路、電源和變頻器，其中所述變 頻器包括如上所述的具有第一ST0支路和第二ST0支路的ST0功能電路，其中，所述抱閘電路 包括兩個抱閘接觸器輔助開關，所述電源分別通過所述兩個抱閘接觸器輔助開關連接到所 述變頻器的第一 ST0支路和第二ST0支路。
[0014] 相較于現有技術，本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路和電梯安全控制系統 采用變頻器驅動使能控制，不存在老化問題，提高了可靠性，增加壽命;并且，由于省掉了兩 個運行接觸器，簡化了布線，減少線間干擾，降低EMC風險，還可以減少了材料成本和組裝成 本，并減少了控制柜空間，使結構更為緊湊。另外，由于沒有運行接觸器的使用，減少了運行 接觸器的電開關噪音。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例， 對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得 其它的附圖，其中：
[0016] 圖1是本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路在電梯安全控制系統的應用示意 圖。
[0017] 圖2是本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路一種實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面將對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的 實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于 本實用新型保護的范圍。
[0019] 請參閱圖1，其是本實用新型提供的安全扭矩關斷功能電路在電梯安全控制系統 的應用示意圖。所述電梯安全控制系統100包括安全回路110、抱閘電路120、電源130和變頻 器140。其中，所述變頻器140內部包括安全扭矩關斷（Safe Torque Off，ST0)功能電路，所 述STO功能電路包括兩個STO支路ST0A和ST0B。
[0020] 所述安全回路110通過兩個相互串聯接觸開關111和112連接到抱閘電路120,在所 述安全回路110檢測系統無故障時，所述兩個接觸開關111和112閉合。所述電源130可以為 24V電源，其通過所述抱閘電路120連接到所述變頻器140，所述抱閘電路120工作時其內部 的抱閘接觸器閉合;同時，所述抱閘電路120內部的兩個抱閘接觸器輔助開關K1和K2閉合而 使得所述變頻器140內部的ST0A和ST0B同時獲得24V電源供電并且開始工作，并最終給所述 變頻器140內部的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)提供 控制電源，從而進一步使得所述變頻器140的驅動控制信號開始工作。
[0021] 其中，基于兩個抱閘接觸器輔助開關K1和K2的ST0功能真值表具體如下，為便于描 述，以下分別將所述兩個抱閘接觸器輔助開關K1和K2命名為第一抱閘接觸器輔助開關K1和 第二抱閘接觸器輔助開關K2。
[0022] ST0功能表(真值表）
[0024]本實用新型提供的ST0功能電路200主要是為了實現上述功能，由上述ST0功能表 可見，只有當安全回路閉合以及所述第一抱閘接觸器輔助開關K1和所述第二抱閘接觸器輔 助開關K2同時閉合時，所述ST0功能電路200才能獲得24V電源，此時所述變頻器140才被允 許運行，不符合此條件所述變頻器140便被禁止運行。
[0025]請參閱圖2,其是本實用新型提供的ST0功能電路200-種實施例的結構示意圖。所 述ST0功能電路200配備有第一ST0支路（以下記為ST0A)和第二ST0支路（以下記為ST0B)，在 具體實現上，所述ST0功能電路200同時配合所述ST0A和所述ST0B主要是因為安規標準的要 求，對于涉及安全要求的電路設計不能因為單一的故障而引起安全失效，因此需要同時配 合所述ST0A和ST0B實現安全保護;并且，所述ST0A和所述ST0B在圖1所示的電梯安全控制系 統100中主要是通過所述第二抱閘接觸器輔助開關K2和所述第一抱閘接觸器輔助開關K1進 行供電控制。其中，所述ST0A和所述ST0B的結構和原理基本一致，為便于描述，以下僅主要 介紹ST0A的具體結構。
[0026] 所述ST0A包括EMC電路201、隔離光耦202、輸出電子開關203、欠壓保護單元204、 IGBT上橋控制電源205和同或門邏輯電路206。在圖2所示的實施例中，所述同或門邏輯電路 206可以包括同或門207、第一上電延時單元208、第一與非門209、第二與非門210、第二上電 延時單元211和非門212。
[0027]所述EMC電路201通過所述抱閘電路120內部的抱閘接觸器輔助開關K2連接到所述 電源130,其主要用于為候級電路提供浪涌保護。在電梯系統檢測到所述安全回路110無故 障的情況下，系統可以控制所述抱閘控制器120內部的抱閘接觸器輔助開關K2閉合，從而將 所述電源130輸出24V電源電壓為所述ST0A供電，所述24V電源電壓可以通過所述抱閘接觸 器輔助開關K2輸入到所述EMC電路201。
[0028]所述隔離光耦202連接在所述EMC電路201和所述輸出電子開關203之間，當所述 STOA接通外部24V電源電壓時，所述隔離光耦202開始導通工作，從而控制所述輸出電子開 關203的打開和關閉。具體地，當所述隔離光耦202導通工作時，其輸出可以控制所述輸出電 子開關203打開并輸出尚電平;反之，所述輸出電子開關203關閉并輸出低電平。
[0029]所述輸出電子開關203的輸出可以通過所述欠壓保護單元204連接到所述IGBT上 橋控制電源20