逆變器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種逆變器系統(tǒng)，其包括：逆變器，其配置為接收公用交流電力，并且將其步升至必要于電機(jī)運(yùn)行的高壓電力并且將所述高壓電力提供至所述電機(jī)；開(kāi)關(guān)，其在所述逆變器和所述電機(jī)之間連接，并且配置為閉合和斷開(kāi)以使得來(lái)自所述逆變器的輸出電壓被提供給所述電機(jī)或被中斷；電流檢測(cè)器，其配置為檢測(cè)來(lái)自所述逆變器的輸出電流；以及控制器，其配置為控制所述逆變器系統(tǒng)以使得如果由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定的參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則所述逆變器被中斷。
【專利說(shuō)明】
逆變器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)涉及一種逆變器系統(tǒng)。更具體地，本公開(kāi)涉及一種包括逆變器的控制器的逆變器系統(tǒng)，通過(guò)其，借由基于來(lái)自高壓逆變器的輸出電流來(lái)檢查開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，由開(kāi)關(guān)的錯(cuò)誤運(yùn)行引起的用于對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的高壓逆變器和高壓電機(jī)中的故障可以被防止。
【背景技術(shù)】
[0002]—般說(shuō)來(lái)，高壓逆變器是一種通過(guò)調(diào)節(jié)在高壓電機(jī)額定電壓內(nèi)的輸入至高壓逆變器的電壓的幅值和頻率來(lái)控制至高壓電機(jī)的輸入電壓的裝置。
[0003]這樣的高壓電機(jī)通常地被安裝在工廠的主要設(shè)施中。由于它們需要非常昂貴的安裝成本，各種保護(hù)裝置被提供。具體來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)裝置(例如真空斷路器(VCB)以及真空電路開(kāi)關(guān)(VCS))被安裝在高壓逆變器和高壓電機(jī)之間，使得如果在高壓電機(jī)的運(yùn)行期間異常情況發(fā)生，則電力被中斷。
[0004]這樣的開(kāi)關(guān)裝置典型地通過(guò)操作位于工廠的控制室的控制面板來(lái)控制。經(jīng)由公用交流電力(例如，交流220V)數(shù)字接觸點(diǎn)在控制面板和開(kāi)關(guān)裝置之間被頻繁地使用。
[0005]雖然開(kāi)關(guān)裝置是用來(lái)保護(hù)高壓電機(jī)，但是有時(shí)開(kāi)關(guān)裝置本身可能被錯(cuò)誤地操作，使得高壓逆變器和高壓電機(jī)可以被損壞。具體而言，錯(cuò)誤運(yùn)行是由于在從控制面板發(fā)送到開(kāi)關(guān)裝置的控制信號(hào)中的噪聲，失火是由于線圈老化，或者由用戶不小心的誤操作。因此，非常大的事故可以發(fā)生。也就是說(shuō)，當(dāng)在高壓電機(jī)的運(yùn)行期間開(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)并且立即閉合時(shí)，由于高壓逆變器和高壓電機(jī)之間的電壓差可以發(fā)生過(guò)電流，使得高壓逆變器、高壓電機(jī)和開(kāi)關(guān)裝置可能被損壞。
[0006]圖1A至圖1C是用于說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在不同運(yùn)行狀態(tài)的高壓逆變器的運(yùn)行的視圖。
[0007]圖1A示出了在正常運(yùn)行狀態(tài)的高壓電機(jī)10。當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)10由高壓逆變器20正常地運(yùn)行時(shí)，提供至高壓電機(jī)10的電壓由高壓逆變器20所控制。
[0008]如果當(dāng)高壓電機(jī)10運(yùn)行時(shí)開(kāi)關(guān)裝置30錯(cuò)誤地?cái)嚅_(kāi)，則高壓逆變器20不知道高壓電機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)并且因此保持輸出電壓，如圖1B所示。如果開(kāi)關(guān)裝置30在這種情況下閉合，如圖1C所示，則來(lái)自高壓逆變器20的高電壓被即刻地應(yīng)用于高壓電機(jī)10，使得故障發(fā)生。
[0009]也就是說(shuō)，由于高壓逆變器20沒(méi)有接收到開(kāi)關(guān)裝置30的狀態(tài)接觸點(diǎn)，其不知道開(kāi)關(guān)裝置30是閉合還是斷開(kāi)，并且因此由于在高壓電機(jī)10的運(yùn)行期間開(kāi)關(guān)裝置30的錯(cuò)誤運(yùn)行，事故可以發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種包括逆變器的控制器的逆變器系統(tǒng)，通過(guò)其，借由基于來(lái)自高壓逆變器的輸出電流來(lái)檢查開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，由開(kāi)關(guān)的錯(cuò)誤運(yùn)行引起的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高壓逆變器以及高壓電機(jī)中的故障可以被防止。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，逆變器系統(tǒng)包括:逆變器，其配置為接收公用交流電力，并且將其步升至必要于電機(jī)運(yùn)行的高壓電力并且將所述高壓電力提供至所述電機(jī);開(kāi)關(guān)，其連接在所述逆變器和所述電機(jī)之間，并且配置為閉合和斷開(kāi)以使得來(lái)自所述逆變器的輸出電壓被提供給所述電機(jī)或被中斷；電流檢測(cè)器，其配置為檢測(cè)來(lái)自所述逆變器的輸出電流；以及控制器，其配置為控制所述逆變器系統(tǒng)以使得如果由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定的參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則所述逆變器被中斷。
[0012]根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，基于來(lái)自高壓逆變器的輸出電流來(lái)檢查開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，使得由開(kāi)關(guān)的錯(cuò)誤運(yùn)行引起的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高壓逆變器和高壓電機(jī)中的故障可以被防止。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1A至圖1C是用于說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在不同運(yùn)行狀態(tài)的高壓逆變器的運(yùn)行的視圖；
[0014]圖2是用于說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的逆變器系統(tǒng)的框圖；
[0015]圖3A和圖3B是顯示了根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的來(lái)自根據(jù)開(kāi)關(guān)的操作的逆變器的輸出電流的圖；以及
[0016]圖4是用于說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的用于控制逆變器的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]從使用參考附圖的詳細(xì)描述，上面的對(duì)象、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。實(shí)施例以足夠細(xì)節(jié)的描述以使能那些本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地實(shí)踐本公開(kāi)的技術(shù)思想。已知的功能或配置的詳細(xì)公開(kāi)可以被省略以免不必要地掩蓋本公開(kāi)的要點(diǎn)。
[0018]在下文中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例將使用參考附圖被詳細(xì)地描述。本發(fā)明的實(shí)施例可以以許多不同的形式被修改，并且本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)限制于此處提出的實(shí)施例。而這些實(shí)施例被提供以使得本公開(kāi)將徹底和完整，并且將本發(fā)明的理念充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。貫穿整個(gè)公開(kāi)，類似參考數(shù)字指的是貫穿本發(fā)明的各種數(shù)字和實(shí)施例的類似部分。
[0019]圖2是用于說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的逆變器系統(tǒng)的框圖。圖3A和圖3B是顯示了根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的來(lái)自根據(jù)開(kāi)關(guān)的運(yùn)行的逆變器的輸出電流的圖。
[0020]參考圖2至圖3B，根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的逆變器系統(tǒng)主要包括高壓電機(jī)100、高壓逆變器200、開(kāi)關(guān)300、電流檢測(cè)器400以及控制器500。
[0021]高壓電機(jī)100在大型生產(chǎn)設(shè)施(例如化工廠或發(fā)電廠)中使用。高壓電機(jī)100被連接至高壓逆變器200的輸出端并且由來(lái)自高壓逆變器200的交流電力所驅(qū)動(dòng)。
[0022]高壓電機(jī)100指的是由電能所旋轉(zhuǎn)以在其軸上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的動(dòng)力機(jī)械。高壓電機(jī)100可以被連接至高壓逆變器200的三相交流電力輸出端，并且可以是由來(lái)自高壓逆變器200的三相交流電力所驅(qū)動(dòng)的三相感應(yīng)電機(jī)。高壓電機(jī)100為那些本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知；并且，因此，其詳細(xì)描述不會(huì)在此被給出。
[0023]高壓逆變器200接收220V的公用交流電力以將其步升至必要地使高壓電機(jī)100運(yùn)行的高壓電力，并且然后將其提供給高壓電機(jī)100。
[0024]具體而言，高壓逆變器200被連接至三相公用交流電源以使交流電力部件平滑而產(chǎn)生直流電力，使得其通過(guò)脈沖寬度調(diào)制(PffM)開(kāi)關(guān)改變頻率和電壓以產(chǎn)生所期望的輸出，并且將所期望的電力提供至高壓電機(jī)100。
[0025]高壓逆變器200可以應(yīng)用于工業(yè)高壓電機(jī)。高壓逆變器200頻繁地使用3.3kV、6.6kV和I OkV的電壓以及60Hz的頻率。公用交流電力直接地應(yīng)用于高壓電機(jī)100。
[0026]高壓逆變器200可以是三相級(jí)聯(lián)H橋逆變器，其中多個(gè)單相逆變器串聯(lián)連接以產(chǎn)生相電壓，并且因此可以獲得高壓電力。單相逆變器被稱為單元。
[0027]高壓逆變器200的每個(gè)單元都可以包括整流器、直流端電容器和逆變器。當(dāng)高壓逆變器200被供電時(shí)，整流器被打開(kāi)，并且直流端電容器被充電。整流器可以是二極管(例如半導(dǎo)體控制整流器(SCR))并且保持打開(kāi)(如果供電的話)。
[0028]逆變器可以包括使用自舉電容的逆變器電路，并且可以使用絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)等作為逆變器電路的開(kāi)關(guān)元件。
[0029]該開(kāi)關(guān)可以在高壓電機(jī)100和高壓逆變器200之間被連接，并且閉合和斷開(kāi)以允許和阻止從高壓逆變器200至高壓電機(jī)100的輸出電壓。
[0030]開(kāi)關(guān)300可以作為開(kāi)關(guān)裝置(例如真空斷路器(VCB)和真空電路開(kāi)關(guān)(VCS))被實(shí)現(xiàn)。
[0031]電流檢測(cè)器400可以檢測(cè)來(lái)自高壓逆變器200的每個(gè)相位終端的電流水平以將其提供至控制器500。
[0032]電流檢測(cè)器400可以包括在逆變器電路中安裝的至少一個(gè)電流傳感器(未示出)，以及用于將檢測(cè)到的電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0033]控制器500控制高壓逆變器200的整體運(yùn)行。具體而言，控制器500將由電流檢測(cè)器400檢測(cè)到的輸出電流值與預(yù)定的參考電流值進(jìn)行比較。然后，如果由電流檢測(cè)器400檢測(cè)到輸出電流值小于預(yù)定的參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則控制器500確定開(kāi)關(guān)300被錯(cuò)誤地?cái)嚅_(kāi)，并且控制以使得高壓逆變器200被中斷。
[0034]該參考電流值優(yōu)選地設(shè)置為高壓電機(jī)100的空載電流值，其可以取決于電機(jī)的額定電流而變化。參考持續(xù)時(shí)間優(yōu)選地為從三秒至七秒的范圍，更優(yōu)選地為五秒。
[0035]圖3A是示出當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置閉合和斷開(kāi)時(shí)的輸出電流的波形的視圖。圖3B示出了高壓逆變器的開(kāi)關(guān)裝置被斷開(kāi)何時(shí)被確定的條件。
[0036]也就是說(shuō)，圖3A示出了當(dāng)在斷開(kāi)狀態(tài)期間施加小于電機(jī)的空載電流的電流并且然后當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)過(guò)壓輸出被即刻施加時(shí)故障出現(xiàn)。為了防止這樣的故障，參考圖3B，如果小于電機(jī)的空載電流的電流保持預(yù)定時(shí)間(比方說(shuō)，三至七秒，優(yōu)選地為五秒)，則確定出開(kāi)關(guān)300被錯(cuò)誤地?cái)嚅_(kāi)，并且高壓逆變器200的運(yùn)行被中斷。
[0037]此外，如果由電流檢測(cè)器400檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定的參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則控制器500可以控制以使得當(dāng)報(bào)警信號(hào)輸出時(shí)高壓逆變器200的運(yùn)行被中斷。相應(yīng)地，報(bào)警器600可以進(jìn)一步包括接收來(lái)自控制器500的報(bào)警信號(hào)并且視覺(jué)地和/或聽(tīng)覺(jué)地警告用戶。
[0038]報(bào)警器600可以被安裝在高壓電機(jī)100、高壓逆變器200、開(kāi)關(guān)300和控制器500之一的附近，并且可以作為至少一個(gè)燈、發(fā)光二極管(LED)和/或揚(yáng)聲器等被實(shí)現(xiàn)。
[0039]此外，如果由電流檢測(cè)器400檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則在產(chǎn)生報(bào)警消息以將其發(fā)送至用戶的終端(未示出)的同時(shí)控制器500可以中斷高壓逆變器200。
[0040]用戶的終端可以是(但不限于)電腦，例如臺(tái)式個(gè)人電腦(PC)和筆記本電腦。需要注意的是，用戶的終端可以包括各種有線/無(wú)線通信裝置，其可以被連接至控制器500并且從其接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)至該控制器500。
[0041]例如，用戶的終端可以包括能夠通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信的各種移動(dòng)終端，以及包括掌上電腦、智能手機(jī)、具有通信能力的數(shù)字多媒體廣播(DMB)電話、平板電腦以及iPad的各種有線/無(wú)線電器/通信裝置。
[0042]此外，如果由電流檢測(cè)器400檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定的參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則控制器500可以中斷高壓逆變器200，并且然后在開(kāi)關(guān)300閉合后恢復(fù)高壓逆變器200。
[0043]在下文中，根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的用于控制逆變器的方法將被詳細(xì)描述。
[0044]圖4是用于說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的用于控制逆變器的方法的流程圖。
[0045]參考圖2至圖4，該方法開(kāi)始于實(shí)時(shí)檢測(cè)來(lái)自高壓逆變器200的輸出電流(步驟S100)。然后，該方法包括將輸出電流值與預(yù)定參考電流值進(jìn)行比較(步驟S200)。
[0046]在步驟S200中，參考電流值優(yōu)選地設(shè)置為高壓電機(jī)100的空載電流值。
[0047]如果在步驟S200中確定了檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定參考電流值，則然后確定檢測(cè)到的輸出電流值是否持續(xù)預(yù)定參考持續(xù)時(shí)間(步驟S300)。
[0048]在步驟S300中，參考持續(xù)時(shí)間優(yōu)選地為從三秒至七秒的范圍，更優(yōu)選地為五秒。[0049 ]如果在步驟S300中確定了在步驟S100中檢測(cè)到的輸出電流值持續(xù)了預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則該方法包括中斷高壓逆變器200的運(yùn)行(步驟S400)。
[0050]此外，該方法還可以包括在步驟S400后視覺(jué)地和/或聲音地報(bào)警用戶。
[0051]此外，該方法還可以包括產(chǎn)生以及發(fā)送報(bào)警消息至用戶的終端。
[0052]在步驟S400后，當(dāng)在高壓電機(jī)100和高壓逆變器200之間連接的開(kāi)關(guān)300被閉合時(shí)，該方法可以包括恢復(fù)高壓逆變器200。
[0053]雖然本公開(kāi)的逆變器的控制器的優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)被公開(kāi)以用于說(shuō)明性目的，那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到各種修改、增加和替換是可能的，而不脫離如在所附權(quán)利要求中所公開(kāi)的本發(fā)明的保護(hù)范圍和精神。相應(yīng)地，這樣的修改、增加和替換也應(yīng)該被理解為落入本公開(kāi)的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種逆變器系統(tǒng)，其包括: 逆變器，其配置為接收公用交流電力，并且將其步升至必要于電機(jī)運(yùn)行的高壓電力并且將所述高壓電力提供至所述電機(jī)； 開(kāi)關(guān)，其在所述逆變器和所述電機(jī)之間連接，并且配置為閉合及斷開(kāi)以使得來(lái)自所述逆變器的輸出電壓被提供給所述電機(jī)或被中斷； 電流檢測(cè)器，其配置為檢測(cè)來(lái)自所述逆變器的輸出電流；以及 控制器，其配置為控制所述逆變器系統(tǒng)以使得如果由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)到的輸出電流值小于預(yù)定的參考電流值超過(guò)預(yù)定的參考持續(xù)時(shí)間，則所述逆變器被中斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，所述參考電流值被設(shè)置為所述電機(jī)的空載電流值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，所述參考持續(xù)時(shí)間為從三秒至七秒的范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，還包括: 報(bào)警器，其配置為當(dāng)其接收到來(lái)自所述控制器的報(bào)警信號(hào)時(shí)，視覺(jué)地或聽(tīng)覺(jué)地警告用戶， 其中，所述控制器控制所述逆變器系統(tǒng)以使得當(dāng)所述逆變器被中斷時(shí)報(bào)警信號(hào)被發(fā)出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，在所述控制器產(chǎn)生報(bào)警消息以將其發(fā)送至用戶的終端的同時(shí)，所述控制器中斷所述逆變器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，在所述逆變器被中斷后，如果開(kāi)關(guān)被閉合，則所述控制器恢復(fù)所述逆變器。
【文檔編號(hào)】H02M7/42GK106059445SQ201610178892
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日 公開(kāi)號(hào)201610178892.3, CN 106059445 A, CN 106059445A, CN 201610178892, CN-A-106059445, CN106059445 A, CN106059445A, CN201610178892, CN201610178892.3
【發(fā)明人】金敬垂
【申請(qǐng)人】Ls產(chǎn)電株式會(huì)社