用于避免過熱的變頻驅(qū)動(dòng)器操作的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本申請(qǐng)涉及用于避免過熱的變頻驅(qū)動(dòng)器的操作，并且更具體地而并非排他性地涉及以被配置成在當(dāng)散熱器的主動(dòng)冷卻未建立時(shí)的時(shí)間段期間避免過熱的方式來操作驅(qū)動(dòng)器。
[0002]隨著使用變頻驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)機(jī)變得越來越平常，期望在其設(shè)計(jì)和操作方面的進(jìn)一步改進(jìn)。例如，變頻驅(qū)動(dòng)器的切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的溫度可以是對(duì)其操作的限制性因素。實(shí)際上，如果超過切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的最高溫度額定值，那么變頻驅(qū)動(dòng)器可能過熱并損害和/或可能導(dǎo)致變頻驅(qū)動(dòng)器的故障。與此相反，如果切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的溫度不超過其最高溫度額定值，那么可以增加變頻驅(qū)動(dòng)器的壽命和可靠性。變頻驅(qū)動(dòng)器可以包括散熱器，所述散熱器具有可操作用于吸收在其操作期間產(chǎn)生的熱量、并將所吸收的熱量傳遞到將所傳遞的熱量運(yùn)離散熱器的冷卻介質(zhì)的熱質(zhì)量或容量。在這一布置中，散熱器和相關(guān)冷卻介質(zhì)在控制切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的溫度方面可能是高效的。然而，在一些實(shí)例中，向散熱器供應(yīng)冷卻介質(zhì)可能被延遲或被打斷。例如，向散熱器供應(yīng)冷卻介質(zhì)可能隨著變頻驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)或開始操作而被延遲。在這一實(shí)例以及相關(guān)實(shí)例中，冷卻介質(zhì)的缺乏可能導(dǎo)致散熱器喪失其用于維持所需要的熱吸收以避免超過切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的最高溫度額定值的可操作性。
[0003]考慮到前述內(nèi)容，存在對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)一步改進(jìn)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供了以被配置為避免過熱的方式操作變頻。在一種形式中，一種方法包括提供變頻驅(qū)動(dòng)器，所述變頻驅(qū)動(dòng)器包括與散熱器進(jìn)行熱傳遞的切換裝置，所述散熱器包括熱質(zhì)量。該方法還包括在散熱器的主動(dòng)冷卻建立之前以第一模式操作驅(qū)動(dòng)器，并且第二模式跟隨所述第一模式。以所述第一模式操作驅(qū)動(dòng)器包括以第一切換頻率模式操作切換裝置，以及選擇所述第一切換頻率模式和散熱器的熱質(zhì)量以在散熱器的主動(dòng)冷卻建立之前提供低于預(yù)確定的閾值的切換裝置的溫度。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括提供變頻驅(qū)動(dòng)器，所述變頻驅(qū)動(dòng)器包括與散熱器進(jìn)行熱傳遞的切換裝置，所述散熱器包括熱質(zhì)量；以及在散熱器的主動(dòng)冷卻建立之前以第一模式操作驅(qū)動(dòng)器，并且第二模式跟隨所述第一模式。以所述第一模式操作驅(qū)動(dòng)器包括以第一切換頻率模式操作切換裝置，以及選擇所述第一切換頻率模式和散熱器的熱質(zhì)量以在散熱器的主動(dòng)冷卻建立之前提供低于預(yù)確定的閾值的切換裝置的溫度。
[0006]在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括變頻驅(qū)動(dòng)器，所述變頻驅(qū)動(dòng)器包括與散熱器進(jìn)行熱傳遞的切換裝置，所述散熱器包括熱質(zhì)量。該系統(tǒng)還包括被配置為以運(yùn)行模式和啟動(dòng)模式操作驅(qū)動(dòng)器的控制器，在啟動(dòng)模式中相對(duì)于運(yùn)行模式改變切換裝置的切換頻率。此外，散熱器的熱質(zhì)量和啟動(dòng)模式切換頻率被配置成在散熱器的冷卻建立之前將切換裝置的溫度維持在預(yù)確定的閾值之內(nèi)。
[0007]在又一實(shí)施例中，一種方法包括提供包括與散熱器進(jìn)行熱傳遞的切換裝置的變頻驅(qū)動(dòng)器；以第一模式操作所述驅(qū)動(dòng)器；確定所述散熱器的冷卻；以及響應(yīng)于確定所述散熱器的冷卻而以第二模式操作驅(qū)動(dòng)器。以所述第二模式操作驅(qū)動(dòng)器包括相對(duì)于所述第一模式的切換裝置的切換操作的增大的頻率。
[0008]其它方面包括與避免超過變頻驅(qū)動(dòng)器的溫度額定值有關(guān)的獨(dú)特的方法、技術(shù)、系統(tǒng)、裝置、配套元件、組件、設(shè)備、和/或儀器。
[0009]根據(jù)詳細(xì)描述以及因此提供的附圖，進(jìn)一步的方面、實(shí)施例、形式、特征、優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)以及優(yōu)勢(shì)將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0010]圖1是包括變頻驅(qū)動(dòng)器的示例性系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2是圖1的系統(tǒng)的變頻驅(qū)動(dòng)器的示意圖。
[0012]圖3是用于操作圖1的系統(tǒng)的變頻驅(qū)動(dòng)器的一種方式的圖解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]出于促進(jìn)對(duì)本發(fā)明原理的理解的目的，現(xiàn)在將參考附圖中圖解的實(shí)施例并將使用特定語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)理解的是，并未試圖因此而限制本發(fā)明的范圍，如與本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域中的技術(shù)人員通常將會(huì)想到的那樣設(shè)想在圖解的裝置中的此類改變和進(jìn)一步的修改以及如其中圖解的本發(fā)明的原理的此類進(jìn)一步的應(yīng)用。
[0014]在一方面，提供了以被配置為避免過熱的方式操作變頻。在一種形式中，一種方法包括提供變頻驅(qū)動(dòng)器，所述變頻驅(qū)動(dòng)器包括與包含熱質(zhì)量的散熱器進(jìn)行熱傳遞的切換裝置。該方法還包括在散熱器的主動(dòng)冷卻建立之前以第一模式操作驅(qū)動(dòng)器，并且第二模式跟隨所述第一模式。以第一模式操作驅(qū)動(dòng)器包括以第一切換頻率模式操作切換裝置，并選擇所述第一切換頻率模式和散熱器的熱質(zhì)量以在散熱器的主動(dòng)冷卻建立之前提供低于預(yù)確定的閾值的切換裝置的溫度。進(jìn)一步的實(shí)施例、形式、特征和方面將根據(jù)描述和附圖而變得顯而易見。
[0015]本文公開的用于避免過熱或避免超過其切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的最高溫度額定值的變頻驅(qū)動(dòng)器的操作可以與用在各種不同應(yīng)用之一中的變頻驅(qū)動(dòng)器相關(guān)地執(zhí)行或?qū)嵤Ｍㄟ^非限制性示例的方式，圖1中圖示的冷卻器系統(tǒng)100是這樣的一個(gè)應(yīng)用:其中可以實(shí)現(xiàn)用于避免過熱或避免超過其切換裝置的內(nèi)部接合點(diǎn)的最高溫度額定值的變頻驅(qū)動(dòng)器的操作。冷卻器系統(tǒng)100包括制冷劑環(huán)路，所述制冷劑環(huán)路包括壓縮機(jī)110，冷凝器120，以及蒸發(fā)器130。制冷劑在從壓縮機(jī)110到冷凝器120到蒸發(fā)器130并回到壓縮機(jī)110的閉合環(huán)路中流過系統(tǒng)100。各種實(shí)施例還可以包括附加的制冷劑環(huán)路元素，其包括例如用于控制制冷劑流的閥、制冷劑過濾器、節(jié)約裝置(economizer)、油分離器和/或冷卻部件以及用于各種系統(tǒng)部件的流動(dòng)通道。
[0016]由驅(qū)動(dòng)器單元150驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)110，所述驅(qū)動(dòng)器單元150包括由變頻驅(qū)動(dòng)器155驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)170。在一種形式中，變頻驅(qū)動(dòng)器155被配置成輸出三相PffM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且電動(dòng)機(jī)170為表面磁永磁電動(dòng)機(jī)。也設(shè)想使用諸如內(nèi)部磁永磁電動(dòng)機(jī)、磁阻電動(dòng)機(jī)、或者電感電動(dòng)機(jī)之類的其他類型和配置的電動(dòng)機(jī)以及變頻驅(qū)動(dòng)器。應(yīng)該領(lǐng)會(huì)的是，本文公開的原理和技術(shù)可以被應(yīng)用于廣泛的各種各樣的驅(qū)動(dòng)器和永磁電動(dòng)機(jī)配置。
[0017]冷凝器120被配置成傳遞來自從壓縮機(jī)110接收的經(jīng)壓縮的制冷劑的熱量。在一種形式中，冷凝器120為在入口 121處接收冷卻水、將熱量從制冷劑傳遞到冷卻水、并在輸出端122處輸出冷卻水的水冷式冷凝器。還設(shè)想可以利用其它類型的冷凝器，例如，氣冷式冷凝器或者蒸發(fā)式冷凝器。還應(yīng)該領(lǐng)會(huì)的是，本文提及的水除非以其他方式限制否則包括包含附加成分的水溶液。
[0018]蒸發(fā)器130被配置成從冷凝器120接收制冷劑，使接收到的制冷劑膨脹以降低其溫度并將熱量從冷卻介質(zhì)傳遞到該制冷劑。在一種形式中，蒸發(fā)器130被配置作為水冷卻器，其接收被提供到入口 131的水、從水向制冷劑傳遞熱量、并將已冷卻的水在出口 132處輸出。設(shè)想可以利用若干特定類型的蒸發(fā)器和冷卻器系統(tǒng)，其除其他之外還包括干膨脹式蒸發(fā)器、液流式蒸發(fā)器、光管式蒸發(fā)器、板表面式蒸發(fā)器以及肋片式蒸發(fā)器。
[0019]冷卻器系統(tǒng)100還包括向變頻驅(qū)動(dòng)器155輸出控制信號(hào)以控制電動(dòng)機(jī)170和壓縮機(jī)110的操作的控制器160。控制器160還接收關(guān)于驅(qū)動(dòng)器單元150的操作的信息，所述信息包括但不限于，關(guān)于變頻驅(qū)動(dòng)器155和電動(dòng)機(jī)170的電動(dòng)機(jī)電流、電動(dòng)機(jī)端電壓、和/或其他操作特性的信息。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，本文描述的控制器、控制例程以及控制模塊可以使用硬件、軟件、固件以及其各種組合來加以實(shí)現(xiàn)，并且可以利用儲(chǔ)存在一個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)的可執(zhí)行指令。還應(yīng)該理解的是，可以以各種形式提供控制器160并且控制器160可以包括若干諸如本文公開的那些之類的組件以及硬件和軟件模塊。
[0020]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，示意性地圖示了變頻驅(qū)動(dòng)器155的一個(gè)非限制性布置。變頻驅(qū)動(dòng)器155包括放置在導(dǎo)熱基座或基底190上并與其進(jìn)行熱傳遞的切換裝置180。切換裝置180包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部切換接合點(diǎn)并且在一個(gè)非限制性實(shí)施例中切換裝置180具有一個(gè)或多個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT’ s)的形式。在另一個(gè)形式中，切換裝置180是功率MOSFET?；?90可以由各種各樣不同的導(dǎo)熱材料或者材料的組合形成。例如，在一個(gè)特定的但是并非限定性的形式中，基座190由銅或其合金形成。熱墊200放置在基座190和散熱器210之間，盡管也設(shè)想下述形式:其中省略熱墊200以及將基座190直接放置在散熱器210上。還應(yīng)當(dāng)理解的是，下述形式也是可能的:其中，在切換裝置180和基座190之間和/或基座190和散熱器210之間放置一個(gè)或多個(gè)附加組件。
[0021]散熱器210由導(dǎo)熱材料形成并與基座190進(jìn)行熱傳遞。散熱器210還包括熱質(zhì)量或容量并且散熱器210可操作用于吸收和存儲(chǔ)在變頻驅(qū)動(dòng)器155的操作期間產(chǎn)生的熱量。應(yīng)理解的是，散熱器210可操作用于吸收和存儲(chǔ)的熱量或者熱能的量是受到其熱質(zhì)量或容量限制的。類似地，一旦達(dá)到了散熱器210的熱質(zhì)量或容量，散熱器210將不再能吸收在變