一種熱管功率柜熱保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱管功率柜熱保護(hù)方法，主要包括功率柜異常判定及啟停備用風(fēng)機(jī)的熱保護(hù)策略。熱保護(hù)條件由單一判定條件擴(kuò)增為多判定條件：功率元件殼溫、出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口溫差、環(huán)境溫度、功率柜電流、柜內(nèi)溫度、快熔狀態(tài)，使其具有條件判定冗余功能。熱保護(hù)策略中判定異常發(fā)生后，啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)散熱，采取熱保護(hù)措施，并發(fā)出告警信息，熱保護(hù)措施有效后，退出備用風(fēng)機(jī)。其中引入快熔熔斷不可恢復(fù)故障下的熱保護(hù)分析，完善了熱管功率柜熱保護(hù)判定條件，提升了熱管功率柜熱保護(hù)能力。
【專利說明】一種熱管功率柜熱保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)熱管功率柜的熱保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱管功率柜采用熱管散熱技術(shù)，由于其高效的散熱性能，在一些應(yīng)用場合可替代風(fēng)冷散熱器，可避免風(fēng)冷散熱存在的振動(dòng)大、噪聲大、易吸灰等問題。
[0003]由于功率柜結(jié)構(gòu)、體積以及熱管散熱能力的限制，在一定程度上限制了功率柜的輸出電流值，再加上環(huán)境溫度、故障等因素的影響，僅靠功率柜自冷散熱不能滿足實(shí)際應(yīng)用，因此一般熱管功率柜內(nèi)會(huì)設(shè)有備用風(fēng)機(jī)，用于輔助散熱。在功率柜正常運(yùn)行中不需要開啟風(fēng)機(jī)，而在一些惡劣環(huán)境或工況下，需采用熱保護(hù)策略，開啟風(fēng)機(jī)輔助散熱。而目前熱管功率柜熱保護(hù)策略中，熱保護(hù)條件判定單一，不能完全涵蓋功率柜的所有熱保護(hù)條件，僅依據(jù)功率柜柜內(nèi)溫度判定是否啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)，這種判定條件片面，如果信號(hào)采集設(shè)備故障，可能導(dǎo)致熱保護(hù)策略失效，在某些需要熱保護(hù)的情況下不能有效的進(jìn)行輔助散熱，導(dǎo)致元器件和裝置性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種熱管功率柜熱保護(hù)方法，能有效的解決單一熱保護(hù)存在的缺陷，從而可以提升功率柜的散熱效果和工作壽命。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明勵(lì)磁系統(tǒng)自冷熱管散熱功率柜的設(shè)計(jì)方法可采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種熱管功率柜熱保護(hù)方法,熱管功率柜設(shè)有備用風(fēng)機(jī)，設(shè)置熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜輸出電流標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)通過溫度感應(yīng)裝置感應(yīng)到熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差、熱管功率柜的環(huán)境溫度、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度中的至少一個(gè)數(shù)值大于對(duì)應(yīng)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或者熱管功率柜輸出電流值大于電流標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的快熔直接熔斷的情況下，啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，當(dāng)熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差、熱管功率柜的環(huán)境溫度、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度的數(shù)值及熱管功率柜輸出電流值降至標(biāo)準(zhǔn)值以下、或者快熔直接熔斷的情況下經(jīng)散熱功率元件殼溫、柜內(nèi)溫度降至標(biāo)準(zhǔn)值以下及過流現(xiàn)象消失時(shí)，即備用風(fēng)機(jī)停止工作。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明包含熱保護(hù)條件全面，能有效的解決單一熱保護(hù)存在的缺陷，策略中包含有冗余判定，可以避免由于條件缺失導(dǎo)致熱保護(hù)失效，從而可以提升熱管功率柜的散熱效果和工作壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明中熱管功率柜熱保護(hù)方法邏輯圖。[0009]圖2為本發(fā)明中熱管功率柜熱保護(hù)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本實(shí)施例的熱管散熱功率柜的熱保護(hù)方法，主要是在6種異常情況下采取啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)散熱保護(hù)措施，6種異常情況為:功率元件殼溫高、進(jìn)出口溫差大、環(huán)境溫度高、柜內(nèi)溫度高、功率柜過流和快熔熔斷，其中快熔熔斷為不可恢復(fù)異常，其余情況為可恢復(fù)異常。對(duì)應(yīng)上述情況，結(jié)合圖1所示，熱管功率柜設(shè)有備用風(fēng)機(jī)，設(shè)置熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜輸出電流標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)通過溫度感應(yīng)裝置感應(yīng)到熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差、熱管功率柜的環(huán)境溫度、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度中的至少一個(gè)數(shù)值大于對(duì)應(yīng)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或者熱管功率柜輸出電流值大于電流標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的快熔直接熔斷的情況下，啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，當(dāng)熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差、熱管功率柜的環(huán)境溫度、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度的數(shù)值及熱管功率柜輸出電流值降至標(biāo)準(zhǔn)值以下、或者快熔直接熔斷的情況下經(jīng)散熱功率元件殼溫、柜內(nèi)溫度降至標(biāo)準(zhǔn)值以下及過流現(xiàn)象消失時(shí)，即備用風(fēng)機(jī)停止工作。這樣的保護(hù)策略能夠使熱保護(hù)信息全面，可以有效地在熱管功率柜6種異常情況下，采取熱保護(hù)措施，且異常條件中具有冗余判定，保證熱保護(hù)的可靠性。
[0011]如圖2所示的熱管功率柜熱保護(hù)方法流程圖中，包含6種異常情況的判定:功率元件殼溫、進(jìn)出口風(fēng)溫溫差、環(huán)境溫度、功率柜電流、柜內(nèi)溫度和快熔狀態(tài)。通過判定這6種異常情況是否發(fā)生從而確定是否需要啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱保護(hù)，以及異?；謴?fù)后的備用風(fēng)機(jī)切除判定。
[0012]圖2中的功率元件殼溫判定中，功率元件殼溫標(biāo)準(zhǔn)值分為一段溫高和二段溫高，元件在一段溫高情況下啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)，在二段溫高情況下事故告警，由用戶確定是否需要采取其他保護(hù)措施。當(dāng)備用風(fēng)機(jī)啟動(dòng)輔助散熱后，如果殼溫溫度回差滿足設(shè)計(jì)條件，且其他狀態(tài)均處于正常情況，說明達(dá)到熱保護(hù)效果或異常消失，滿足切除備用風(fēng)機(jī)條件，熱保護(hù)措施完成。在流程圖中，涉及到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換和異或運(yùn)算，主要是保證熱保護(hù)流程圖的順序執(zhí)行和后續(xù)切除風(fēng)機(jī)條件判定。假設(shè)“溫差大于一段閾值”不滿足條件轉(zhuǎn)換為數(shù)字量為TN1、“溫度回差大于回差閾值”滿足條件轉(zhuǎn)換為數(shù)字量為TN2，如在功率元件殼溫不發(fā)生異常情況下，“溫差大于一段閾值”判定不滿足，執(zhí)行No條件，即TNl = UTN2 = O ;而在功率元件殼溫發(fā)生異常情況下，即TNl = 0，流程圖順序執(zhí)行至啟備用風(fēng)機(jī)，如果未達(dá)到散熱效果，風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，流程圖不繼續(xù)往下執(zhí)行，直至散熱效果有效后，“溫度回差大于回差閾值”條件滿足，此條件為TNl = O、TN2 = I，滿足退出風(fēng)機(jī)條件，系統(tǒng)不可能發(fā)生TNl = 1、TN2 = I情況。整個(gè)流程圖中，數(shù)字轉(zhuǎn)換和異或運(yùn)算邏輯主要是判定一種異常消除后，判定其余條件是否均處于正常狀態(tài)，只有系統(tǒng)中無異常情況下切除備用風(fēng)機(jī)。
[0013]進(jìn)出口風(fēng)溫溫差、環(huán)境溫度和柜內(nèi)溫度熱保護(hù)條件判定與功率元件殼溫判定相似，此處不再贅述。
[0014]圖2中功率柜過流判定，由于熱管功率柜在熱管選型設(shè)計(jì)中留有一定的余量，即自冷散熱功率柜最大輸出電流值大于實(shí)際工作額定電流輸出。當(dāng)功率柜實(shí)際輸出電流值小于自冷散熱功率柜最大輸出電流值時(shí)，僅依靠熱管自冷散熱可達(dá)到散熱效果，但是當(dāng)功率柜輸出電流值大于自冷散熱功率柜最大輸出電流值，熱管自冷散熱不能滿足散熱需求，需啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)輔助散熱，功率柜過流判定分為一段過流和二段過流，當(dāng)任一種過流情況發(fā)生，均會(huì)發(fā)出告警信息，僅二段過流異常發(fā)生時(shí)啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)。一段過流為熱管功率柜實(shí)際輸出電流值小于自冷散熱功率柜最大輸出電流值；二段過流為熱管功率柜輸出電流值大于自冷散熱功率柜最大輸出電流值。備用風(fēng)機(jī)切除條件與功率元件殼溫判定條件相似，不再贅述。
[0015]圖2中快熔狀態(tài)判定，由于其是不可恢復(fù)異常，因此切除備用風(fēng)機(jī)的條件需借助其他條件判定。如果快熔熔斷、備用風(fēng)機(jī)投入后，柜內(nèi)溫度、功率元件殼溫、功率柜電流均在正常范圍內(nèi)，可以退出備用風(fēng)機(jī)。
[0016]由于每種狀態(tài)判定均存在投入和切除備用風(fēng)機(jī)指令，但是投入和切除備用風(fēng)機(jī)指令不能相互沖突，所以退出備用風(fēng)機(jī)的僅設(shè)有一個(gè)條件，當(dāng)全部異常均消失后，方可退出備用風(fēng)機(jī)。
[0017]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神與原則之內(nèi)，所作的任何修改，等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱管功率柜熱保護(hù)方法，其特征在于:熱管功率柜設(shè)有備用風(fēng)機(jī)，設(shè)置熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜輸出電流標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)通過溫度感應(yīng)裝置感應(yīng)到熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差、熱管功率柜的環(huán)境溫度、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度中的至少一個(gè)數(shù)值大于對(duì)應(yīng)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或者熱管功率柜輸出電流值大于電流標(biāo)準(zhǔn)值、熱管功率柜的快熔直接熔斷的情況下，啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，當(dāng)熱管功率柜內(nèi)的功率元件殼溫、熱管功率柜的進(jìn)出口溫差、熱管功率柜的環(huán)境溫度、熱管功率柜的柜內(nèi)溫度的數(shù)值及熱管功率柜輸出電流值降至標(biāo)準(zhǔn)值以下、或者快熔直接熔斷的情況下經(jīng)散熱功率元件殼溫、柜內(nèi)溫度降至標(biāo)準(zhǔn)值以下及過流現(xiàn)象消失時(shí)，即備用風(fēng)機(jī)停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管功率柜熱保護(hù)方法，其特征在于:功率元件殼溫標(biāo)準(zhǔn)值分為一段溫高和二段溫高，元件在一段溫高情況下啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)，在二段溫高情況下事故生敬口目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱管功率柜熱保護(hù)方法，其特征在于:功率柜過流判定分為一段過流和二段過流，當(dāng)任一種過流情況發(fā)生，均會(huì)發(fā)出告警信息，僅二段過流異常發(fā)生時(shí)啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)。一段過流為熱管功率柜實(shí)際輸出電流值小于自冷散熱功率柜最大輸出電流值；二段過流為熱管功率柜輸出電流值大于自冷散熱功率柜最大輸出電流值。
【文檔編號(hào)】G05B9/03GK103984227SQ201410207218
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】張傳標(biāo), 萬泉, 耿敏彪, 劉麗麗, 余振, 葛東平, 袁亞洲, 季婷婷, 李潔, 黃衛(wèi)平 申請(qǐng)人:國電南瑞科技股份有限公司