一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统及其检测方法与流程

本发明属于三相永磁同步电机短接制动装置错接检测，具体涉及一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统及其检测方法。

背景技术：

1、目前许多行业中在三相永磁同步电机的应用场景中都采用了短接制动装置，使用短接制动装置来实现电气制动。

2、比如电梯行业，电梯一般通过曳引机的抱闸制动器来制停电梯，当抱闸制动器失效时，会导致电梯出现超速、冲顶或蹲底等危险状况。目前应对抱闸制动器失效的方法是采用短接制动装置来短接曳引机的绕组，使得曳引机处于发电状态，通过绕组产生的反向电磁感应力矩来限制电梯的加速度，从而降低电梯超速、冲顶或蹲底的危险。广东湛江发生的一起电梯冲顶导致死亡事故中，就是由于制动保护功能因短接制动装置被颠倒安装（错接于主接触器前端）而失效，永磁同步电机无法限制轿厢的溜车速度，最终导致轿厢上行超速并撞击井道顶部，使乘客从轿厢地面抛向顶部再跌落而死亡。

3、因而为了保证电气的可靠性，有必要对三相永磁同步电机的短接制动电路进行检测，防止短接制动装置错接后失效导致事故发生，造成无法挽回的损失。

技术实现思路

1、为了实现短接制动装置的错接检测，本发明提供一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统及其检测方法，以对短接制动装置的有效性进行安全可靠的检测。

2、一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统，包括主控板、变频器、主接触器、三相永磁同步电机、短接制动装置以及错接检测装置，所述变频器的三相交流端通过主接触器与三相永磁同步电机三相绕组连接，所述短接制动装置的一个输入端和两个输出端分别与三相永磁同步电机的三相绕组连接；所述变频器的直流母线端与所述错接检测装置连接，同时所述错接检测装置还与主控板和短接制动装置连接，所述主控板用以接受错接检测装置的反馈信号；所述错接检测装置包括光耦继电器j1和光耦继电器j2，通过所述变频器和主接触器的配合控制光耦继电器j1和光耦继电器j2的导通或断开，利用短接制动装置与主接触器的时序，来判断所述短接制动装置的工作状态。

3、进一步地，所述错接检测装置包括七个端口，端口1和端口2分别与所述主控板的错接检测信号输入端和24v电压反馈信号输入端连接，用以反馈短接制动装置的工作状态；端口3和端口4连接所述变频器的直流母线端；端口5、端口6和端口7并行连接所述短接制动装置至所述三相永磁同步电机的u线、v线和w线；若短接制动装置未错接时，所述主控板接收24v电压反馈信号的反馈；若短接制动装置错接于主接触器前端，当启动时由于短接制动装置的动作时序先于主接触器，24v电压反馈信号消失，主控板会检测出短接制动装置的错接，从而停止启动，形成保护。

4、进一步地，所述错接检测装置包括光耦继电器j1和光耦继电器j2，所述光耦继电器j1的正极依次串联电阻r6、电阻r5、电阻r4和电阻r3后形成端口6与所述短接制动装置至所述三相永磁同步电机的v线连接；所述光耦继电器j1的负极与所述光耦继电器j2的负极连接，所述光耦继电器j1的集电极串联电阻r11后形成端口2与所述主控板的24v电压反馈信号输入端连接；所述光耦继电器j1的发射级与所述光耦继电器j2的集电极连接；所述光耦继电器j2的发射级形成端口1与所述主控板的错接检测信号输入端连接；所述光耦继电器j2的正极依次串联电阻r10、电阻r9、电阻r8和电阻r7后形成端口5与所述短接制动装置至所述三相永磁同步电机的u线连接；所述光耦继电器j1的正极和负极之间连接电容c1，光耦继电器j2的正极和负极之间连接电容c2，光耦继电器j1的负极与电容c1的接点与光耦继电器j2的负极与电容c2的接点连接后形成端口3与所述变频器的直流母线负极连接；所述错接检测装置还包括串联的电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端为端口4与所述变频器的直流母线正极连接，电阻r2的另一端为端口7与所述短接制动装置至所述三相永磁同步电机的w线连接。

5、一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测方法，通过所述变频器控制光耦继电器j1和光耦继电器j2的导通和断开，判断短接制动装置是否错接；若光耦继电器j1和光耦继电器j2均导通，则短接制动装置状态正常；若光耦继电器j1和光耦继电器j2不导通，则短接制动装置被错接。

6、具体地，若短接制动装置未被错接至主接触器前端：在未启动时，通过直流母线+、-与三相永磁同步电机和短接制动装置形成的回路，使光耦继电器处于导通状态，所述主控板接收24v电压反馈信号的反馈；在启动时，短接制动装置吸合的时序早于主接触器，在短接制动装置吸合而主接触器还未吸合时，通过直流母线+、-与三相永磁同步电机形成的回路，使光耦继电器处于导通状态，所述主控板接收24v电压反馈信号的反馈；在短接制动装置吸合且主接触器也吸合时，通过u、v、w提供的电压，使光耦继电器处于导通状态，所述主控板亦能接收24v电压反馈信号的反馈。

7、若短接制动装置被错接至主接触器前端：由于启动时短接制动装置吸合的时序早于主接触器，在短接制动装置吸合而主接触器还未吸合时，光耦电路断开，24v电压反馈信号消失，主控板无法接收24v电压反馈信号，此时即可检测出短接制动装置的错接。

8、与现有技术相比，本发明有以下优点：

9、（1）本申请三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统可适用于所有含有短接制动装置的应用场景，硬件成本低，能够对其是否错接进行安全可靠的检测，提高了电气制动时的安全性。

10、（2）通过变频器控制光耦继电器j1和光耦继电器j2的导通和断开，判断短接制动装置的状态，若短接制动装置未被错接时，所述主控板接收24v电压反馈信号反馈；若短接制动装置错接于主接触器前端时，24v电压反馈信号消失，主控板得到异常状态反馈，将不允许系统正常运行，从而实现在短接制动失效情况下的保护。

11、（3）本申请将三相永磁同步电机短接制动装置错接检测电路模块化设计为包括7个端口的错接检测装置，通过7个端口与其他元器件连接，不仅保证了整个系统的简洁，还利于实际场景的使用。

技术特征：

1.一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统，其特征在于，包括主控板（1）、变频器（2）、主接触器（3）、三相永磁同步电机（4）、短接制动装置（5）以及错接检测装置（6），所述变频器（2）的三相交流端通过主接触器（3）与三相永磁同步电机（4）三相绕组连接，所述短接制动装置（5）的一个输入端和两个输出端分别与三相永磁同步电机（4）的三相绕组连接；所述变频器（2）的直流母线端与所述错接检测装置（6）连接，同时所述错接检测装置（6）还与主控板（1）和短接制动装置（5）连接，所述主控板（1）用以接受短接制动装置（5）的反馈信号；所述错接检测装置（6）包括光耦继电器j1和光耦继电器j2，通过所述变频器（2）和主接触器（3）的配合控制光耦继电器j1和光耦继电器j2的导通或断开来判断所述短接制动装置（5）是否处于错接失效状态。

2.根据权利要求1所述的一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统，其特征在于，所述错接检测装置（6）包括七个端口，端口1和端口2分别与所述主控板（1）的错接检测信号输入端和24v电压反馈信号输入端连接，用以反馈短接制动装置（5）是否处于错接失效状态；端口3和端口4连接所述变频器（2）的直流母线端；端口5、端口6和端口7并行连接所述短接制动装置（5）至所述三相永磁同步电机（4）的u线、v线和w线；若短接制动装置（5）未被错接至主接触器前端时，所述主控板（1）接收24v电压反馈信号的反馈；若短接制动装置（5）被错接至主接触器（3）前端时，由于启动时短接制动装置（5）吸合的时序早于主接触器（3），在短接制动装置（5）吸合而主接触器（3）还未吸合时，光耦电路断开，24v电压反馈信号消失，主控板（1）无法接收24v电压反馈信号，此时即可检测出短接制动装置（5）的错接。

3.根据权利要求2所述的一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统，其特征在于，所述错接检测装置（6）包括光耦继电器j1和光耦继电器j2，所述光耦继电器j1的正极依次串联电阻r6、电阻r5、电阻r4和电阻r3后形成端口6与所述短接制动装置（5）至所述三相永磁同步电机（4）的v线连接；所述光耦继电器j1的负极与所述光耦继电器j2的负极连接，所述光耦继电器j1的集电极串联电阻r11后形成端口2与所述主控板（1）的24v电压反馈信号输入端连接；所述光耦继电器j1的发射级与所述光耦继电器j2的集电极连接；所述光耦继电器j2的发射级形成端口1与所述主控板（1）的错接检测信号输入端连接；所述光耦继电器j2的正极依次串联电阻r10、电阻r9、电阻r8和电阻r7后形成端口5与所述短接制动装置（5）至所述三相永磁同步电机（4）的u线连接；所述光耦继电器j1的正极和负极之间连接电容c1，光耦继电器j2的正极和负极之间连接电容c2，光耦继电器j1的负极与电容c1的接点与光耦继电器j2的负极与电容c2的接点连接后形成端口3与所述变频器（2）的直流母线负极连接；所述错接检测装置（6）还包括串联的电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端为端口4与所述变频器（2）的直流母线正极连接，电阻r2的另一端为端口7与所述短接制动装置（5）至所述三相永磁同步电机（4）的w线连接。

4.一种基于权利要求2或3所述的三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统的检测方法，其特征在于，若短接制动装置（5）未被错接至主接触器前端时，所述主控板（1）接收24v电压反馈信号的反馈；若短接制动装置（5）被错接至主接触器（3）前端时，由于启动时短接制动装置（5）吸合的时序早于主接触器（3），在短接制动装置（5）吸合而主接触器（3）还未吸合时，光耦电路断开，24v电压反馈信号消失，主控板（1）无法接收24v电压反馈信号，此时即可检测出短接制动装置（5）的错接。

5.根据权利要求4所述的一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测方法，其特征在于，

技术总结一种三相永磁同步电机短接制动装置错接检测系统，包括主控板、变频器、主接触器、三相永磁同步电机、短接制动装置以及错接检测装置，变频器的三相交流端通过主接触器与三相永磁同步电机三相绕组连接，短接制动装置的一个输入端和两个输出端分别与三相永磁同步电机的三相绕组连接；变频器的直流母线端与错接检测装置连接，同时错接检测装置还与主控板和短接制动装置连接；错接检测装置包括两个光耦继电器，通过变频器和主接触器、短接制动装置时序的配合控制两个光耦继电器的导通或断开来判断短接制动装置的工作状态。本申请检测系统可适用于所有含有三相永磁同步电机短接制动装置的应用场景，能够对其是否错接失效进行安全可靠的检测。技术研发人员：张亚东,邓军德,沈月芳,郑斌斌,徐露,余斌,沈伟受保护的技术使用者：浙江巨人机电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17