專利名稱：頻率轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分限定的頻率轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)背景
已知的頻率轉(zhuǎn)換器使用起來復(fù)雜。這使得頻率轉(zhuǎn)換器很難由偶爾使用的用戶來使 用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能緩解上述問題的頻率轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的目的通過以 權(quán)利要求1所述為特征的頻率轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中披露了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例。
本發(fā)明的基本思想在于為頻率轉(zhuǎn)換器的控制裝置提供能夠確定是否有負(fù)載連接 至頻率轉(zhuǎn)換裝置的輸出的負(fù)載檢查功能。在負(fù)載檢查功能檢測(cè)到負(fù)載時(shí)，頻率轉(zhuǎn)換裝置將 輸出頻率自動(dòng)升高至期望值。
根據(jù)本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)在于頻率轉(zhuǎn)換器的用戶接口可以非常簡(jiǎn)單。這 使得根據(jù)本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器容易使用。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，負(fù)載檢查功能配置成響應(yīng)于頻率轉(zhuǎn)換器連接至供電網(wǎng)絡(luò)而 自動(dòng)啟動(dòng)。這使得用戶接口甚至不必包括開啟按鈕。
根據(jù)本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器可以采用高級(jí)算法。因此，根據(jù)本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器是 明顯比不久前出現(xiàn)的、包括一對(duì)按鈕和電位計(jì)的簡(jiǎn)單頻率轉(zhuǎn)換器更高級(jí)的設(shè)備。


現(xiàn)在將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例并參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中
圖1和圖2示出了具有單獨(dú)的用戶接口單元的頻率轉(zhuǎn)換器；
圖3示出了具有固定的用戶接口單元的頻率轉(zhuǎn)換器；以及
圖4A和圖4B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單獨(dú)的用戶接口單元。
具體實(shí)施方式
圖1所示的頻率轉(zhuǎn)換器包括外殼2、安裝在外殼2中的頻率轉(zhuǎn)換裝置4、用于控制 頻率轉(zhuǎn)換裝置4的控制裝置6以及用戶接口裝置8，其用于將來自用戶的控制命令傳送至控 制裝置6。頻率轉(zhuǎn)換裝置4配置成用于轉(zhuǎn)換電氣頻率。頻率轉(zhuǎn)換裝置4包括輸入連接，用于 將輸入頻率電力輸入至頻率轉(zhuǎn)換裝置4，以及輸出連接，用于將輸出頻率電力從頻率轉(zhuǎn)換裝 置4輸出。
控制裝置6具有負(fù)載檢查功能，在負(fù)載檢查功能的使用期間，控制裝置6被配置成 檢查是否有負(fù)載連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置4的輸出?？刂蒲b置6還配置成響應(yīng)于連接至頻率轉(zhuǎn) 換裝置4、并由負(fù)載檢查功能檢測(cè)到的負(fù)載來將頻率轉(zhuǎn)換裝置4的輸出頻率升高至期望值?？梢酝ㄟ^將負(fù)載的觸頭連接至頻率轉(zhuǎn)換器的輸出，或者通過按壓與頻率轉(zhuǎn)換器的輸出連接 的負(fù)載的開啟按鈕，來將負(fù)載連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，負(fù)載檢查功能配置成響應(yīng)于頻率轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)而自動(dòng)啟 動(dòng)。在前述實(shí)施例中，頻率轉(zhuǎn)換器還可以配置成一旦連接到供電觸頭就啟動(dòng)。在可替選實(shí) 施例中，負(fù)載檢查功能配置成響應(yīng)于用戶經(jīng)由用戶接口裝置8給出的單獨(dú)的開啟命令而啟 動(dòng)。
在負(fù)載檢查功能期間，控制裝置6配置成產(chǎn)生到頻率轉(zhuǎn)換裝置4的輸出的電壓脈 沖。對(duì)連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置4的負(fù)載的檢測(cè)是基于對(duì)電壓脈沖是否在頻率轉(zhuǎn)換裝置4的輸 出處產(chǎn)生電流的檢測(cè)的。在圖1中，頻率轉(zhuǎn)換器的負(fù)載包括經(jīng)由電動(dòng)機(jī)線纜12連接至頻率 轉(zhuǎn)換裝置4的電動(dòng)機(jī)18。
控制裝置6具有預(yù)先存儲(chǔ)在其中的多種負(fù)載類型和控制響應(yīng)列表。可以每次從負(fù) 載類型當(dāng)中選擇一種類型使用。對(duì)于每種負(fù)載類型，控制響應(yīng)列表確定控制裝置6對(duì)于從 用戶接口裝置8接收到的不同控制命令的響應(yīng)，即控制裝置6響應(yīng)于每種控制命令來控制 頻率轉(zhuǎn)換裝置4的方式?？刂祈憫?yīng)列表具有針對(duì)不同負(fù)載類型的不同內(nèi)容，這意味著頻率 轉(zhuǎn)換器根據(jù)已選擇的負(fù)載類型以不同方式對(duì)控制命令做出反應(yīng)。
預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置6中的負(fù)載類型包括泵、風(fēng)扇、澆灌系統(tǒng)、混凝土攪拌器、木 材切割機(jī)和圓鋸?？刂蒲b置6配置成按照對(duì)于所選負(fù)載類型的電源來說最優(yōu)的方式控制頻 率轉(zhuǎn)換裝置4。例如，當(dāng)所選的負(fù)載類型是風(fēng)扇時(shí)，控制裝置6配置成按照對(duì)風(fēng)扇的電源來 說最優(yōu)的方式控制頻率轉(zhuǎn)換裝置4。
在可替選實(shí)施例中，預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置中的負(fù)載類型的數(shù)量可以與上述示例給 出的不同。而且，除了以上披露的那些負(fù)載類型之外，控制裝置還可以具有存儲(chǔ)在其中的其 它負(fù)載類型。存儲(chǔ)的負(fù)載類型的列表可以包括上述負(fù)載類型中的一種或多種，和/或一種 或多種其它負(fù)載類型。
控制響應(yīng)列表針對(duì)每種負(fù)載類型確定控制裝置6對(duì)于每個(gè)控制命令(例如關(guān)斷命 令、反向命令和步進(jìn)命令)的響應(yīng)。在頻率轉(zhuǎn)換裝置僅基于單獨(dú)的開啟命令開啟電源的實(shí) 施例中，控制響應(yīng)列表針對(duì)每種負(fù)載類型確定控制裝置6對(duì)于開啟命令的響應(yīng)。在制作控 制響應(yīng)列表時(shí)已經(jīng)考慮到每種負(fù)載類型的特定性質(zhì)。
在一個(gè)實(shí)施例中，期望頻率值僅取決于被選擇使用的負(fù)載類型，控制裝置6配置 成響應(yīng)于負(fù)載檢查功能所檢測(cè)到的負(fù)載來將頻率轉(zhuǎn)換裝置4的頻率升高至該期望頻率值。 在可替選實(shí)施例中，用戶接口裝置8配置成用于設(shè)置期望頻率值，控制裝置配置成響應(yīng)于 負(fù)載檢查功能所檢測(cè)到的負(fù)載來將頻率升高至該期望頻率值。還可以將上述實(shí)施例相結(jié) 合，在這種情況下，負(fù)載類型和用戶接口裝置這兩者均影響期望頻率值，并且控制裝置響應(yīng) 于負(fù)載檢查功能所檢測(cè)到的負(fù)載來將頻率轉(zhuǎn)換裝置的頻率升高至該期望頻率值。在根據(jù)上 面最后提及的實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)換器中，負(fù)載類型可以，例如，為期望頻率值設(shè)置默認(rèn)值，但 能夠由用戶接口裝置改變?cè)撃J(rèn)值。在可替選實(shí)施例中，負(fù)載類型可以為期望頻率值確定 下限，在這種情況下，用戶接口裝置只能夠升高期望頻率值。在另一個(gè)可替選實(shí)施例中，一 旦已檢測(cè)到負(fù)載，頻率轉(zhuǎn)換裝置就將輸出頻率升高至由負(fù)載類型所確定的值，但隨后用戶 接口裝置允許升高或降低輸出頻率。
頻率轉(zhuǎn)換器將輸出頻率平滑地升高至期望值，所以在供電網(wǎng)絡(luò)中不需要使用慢熔熔斷器。頻率上升的平滑度可以取決于所選負(fù)載類型。另外，可以是如下情形至少在某些 負(fù)載類型的情況下，除了輸出頻率之外，控制裝置還配置成響應(yīng)于連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置并 由負(fù)載檢查功能檢測(cè)到的負(fù)載來將輸出電壓平滑地升高至期望值。頻率和/或電壓升高的 平滑性意味著所涉及的參量逐漸地增加，并且在一定的延遲后達(dá)到最終值。頻率和/電壓 升高的平滑度可以取決于所選的負(fù)載類型。
在有些實(shí)施例中，控制響應(yīng)列表可以分別包含用于慢啟動(dòng)和快啟動(dòng)的命令、慢反 向和快反向命令、慢步進(jìn)和快步進(jìn)命令等。為了使得頻率轉(zhuǎn)換器的用戶能夠利用控制響應(yīng) 列表中規(guī)定的所有功能，用戶接口裝置必須支持特定功能。當(dāng)然，如果要將頻率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品 系列成員的用戶接口設(shè)置得非常簡(jiǎn)單，則即便控制裝置還支持其它附加的功能，用戶接口 也可以設(shè)計(jì)為僅支持基本功能。
圖1和圖2所示的頻率轉(zhuǎn)換器的用戶接口裝置8包括相對(duì)于外殼2可移動(dòng)的單獨(dú) 的用戶接口單元82。單獨(dú)的用戶接口單元82配置成通過感應(yīng)耦合連接至頻率轉(zhuǎn)換器的線 纜，從而經(jīng)由線纜將來自單獨(dú)的用戶接口單元82的控制命令傳送至控制裝置6。在圖1中， 單獨(dú)的用戶接口單元82通過感應(yīng)耦合耦接至頻率轉(zhuǎn)換器的供電線纜10，供電線纜10布置 成在供電網(wǎng)絡(luò)16與頻率轉(zhuǎn)換裝置4之間傳送電力。在圖2中，單獨(dú)的用戶接口單元82通 過感應(yīng)耦合耦接至頻率轉(zhuǎn)換器的電動(dòng)機(jī)線纜12，電動(dòng)機(jī)線纜12布置成在頻率轉(zhuǎn)換裝置4與 電動(dòng)機(jī)18之間傳送電力。
圖3示出了具有固定的用戶接口單元83’的頻率轉(zhuǎn)換器。固定的用戶接口單元 83’安裝在頻率轉(zhuǎn)換器的外殼2’中。
單獨(dú)的用戶接口單元和固定的用戶接口單元兩者均可以包括一個(gè)或多個(gè)操作開 關(guān)，用于使得用戶能夠通過按壓這些開關(guān)來向頻率轉(zhuǎn)換器給出控制命令。在用戶接口的結(jié) 構(gòu)不必非常簡(jiǎn)單且耐用的實(shí)施例中，用戶接口單元還可以包括顯示器。顯示器可以是觸摸 屏，在這種情況下，可以在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)操作開關(guān)。
圖4A和圖4B示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單獨(dú)的用戶接口單元82 ”，配置成通過感應(yīng) 耦合連接至頻率轉(zhuǎn)換器的線纜并且通過控制信號(hào)來控制頻率轉(zhuǎn)換裝置4。單獨(dú)的用戶接口 單元82”包括配置成將來自單獨(dú)的用戶接口單元82”的控制信號(hào)傳送至頻率轉(zhuǎn)換器的線纜 的信號(hào)連接裝置14”。信號(hào)連接裝置14”包含具有張開位置和閉合位置的可張開的感應(yīng)環(huán)， 張開位置布置成用于環(huán)繞線纜放置可張開的感應(yīng)環(huán)，閉合位置布置成用于將控制信號(hào)饋送 給位于可張開的感應(yīng)環(huán)內(nèi)的頻率轉(zhuǎn)換器的線纜。在圖4A中，信號(hào)連接裝置14”的可張開的 感應(yīng)環(huán)處于打開位置，而在圖4B中，可張開的感應(yīng)環(huán)處于閉合位置。
單獨(dú)的用戶接口單元82”包括致動(dòng)器42”，使得用戶能夠通過按壓致動(dòng)器42”來打 開可張開的感應(yīng)環(huán)的夾爪141”和142”。在圖4A中，可張開的感應(yīng)環(huán)的夾爪141”和142” 處于打開位置，夾爪141”和142”頂端之間的距離明顯大于供電線纜10”的直徑。在圖4B 中，可張開的感應(yīng)環(huán)的夾爪141”和142”處于其閉合位置，并且供電線纜10”處在由夾爪 141”和142”形成的感應(yīng)環(huán)內(nèi)，使得控制信號(hào)能夠感應(yīng)地饋送至供電線纜10”。
根據(jù)本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)換器可以配置成直接連接至觸頭，在這種情況下，觸頭集成 在頻率轉(zhuǎn)換器的外殼中。可替選地，供電線纜可以設(shè)置在觸頭與頻率轉(zhuǎn)換器的外殼之間。供 電線纜和電動(dòng)機(jī)線纜兩者可以是固定連接至外殼的線纜或者可拆卸的線纜。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，頻率轉(zhuǎn)換器的防護(hù)等級(jí)高，至少為IP 66。這種具有高防護(hù)等級(jí)的頻率轉(zhuǎn)換器可以被調(diào)整為用作可移動(dòng)頻率轉(zhuǎn)換器，其可以用在例如，臟濕條件下的 建筑工地上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)換器的負(fù)載類型是結(jié)合頻率轉(zhuǎn)換器的制造或試運(yùn) 轉(zhuǎn)而預(yù)先選擇的，從而用戶無法通過用戶接口裝置改變負(fù)載類型。根據(jù)該實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn) 換器由此配置成在其整個(gè)運(yùn)行壽命中饋送類似的負(fù)載。在例如頻率轉(zhuǎn)換器的外殼上表示出 負(fù)載類型，因此任何使用頻率轉(zhuǎn)換器的人均可以容易地查看頻率轉(zhuǎn)換器最適合于饋送的負(fù) 載類型?？梢栽谙嗤纳a(chǎn)線上容易地制造意圖用于不同負(fù)載類型的根據(jù)本實(shí)施例的頻率 轉(zhuǎn)換器，這是因?yàn)檫@些頻率轉(zhuǎn)換器的所有組件都相同。在選擇負(fù)載類型之后，可以在頻率 轉(zhuǎn)換器的外殼上設(shè)置標(biāo)簽來表示該頻率轉(zhuǎn)換器是例如，泵用頻率轉(zhuǎn)換器或風(fēng)扇用頻率轉(zhuǎn)換 器。在本發(fā)明的可替選實(shí)施例中，用戶接口裝置使得能夠改變負(fù)載類型。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，明顯能夠以多種不同方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本思想。因 此，本發(fā)明及其實(shí)施例不限于以上示例而可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種頻率轉(zhuǎn)換器，包括外殼⑵；頻率轉(zhuǎn)換裝置G)，其安裝在外殼(2)中；控制裝 置(6)，用于控制頻率轉(zhuǎn)換裝置；以及用戶接口裝置(8)，用于將來自用戶的控制命令傳 送至控制裝置(6)，其特征在于頻率轉(zhuǎn)換器的控制裝置(6)具有負(fù)載檢查功能，在負(fù)載檢查功能的使用期間，控制裝 置(6)被配置成檢查是否有負(fù)載連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置的輸出，控制裝置(6)還被配 置成響應(yīng)于連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置、并由負(fù)載檢查功能檢測(cè)到的負(fù)載來將頻率轉(zhuǎn)換裝置 (4)的輸出頻率升高至期望值；以及控制裝置(6)具有預(yù)先存儲(chǔ)在其中的多種負(fù)載類型以及控制響應(yīng)列表，多種負(fù)載類型 使得能夠每次從負(fù)載類型中選擇一種類型來使用，并且控制響應(yīng)列表針對(duì)每種負(fù)載類型確 定控制裝置(6)對(duì)于從用戶接口裝置(8)接收到的不同控制命令的響應(yīng)，即控制裝置(6) 響應(yīng)于每種控制命令來控制頻率轉(zhuǎn)換裝置的方式，控制響應(yīng)列表具有針對(duì)不同負(fù)載類 型的不同內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于負(fù)載檢查功能被配置成響應(yīng)于頻 率轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)而自動(dòng)啟動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于在負(fù)載檢查功能期間，控制裝 置(6)被配置成產(chǎn)生到頻率轉(zhuǎn)換裝置的輸出的電壓脈沖，從而，對(duì)連接至頻率轉(zhuǎn)換裝 置(4)的負(fù)載的檢測(cè)是基于對(duì)電壓脈沖是否在頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)的輸出處產(chǎn)生電流的檢測(cè) 的。
4.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于用戶接口裝置(8)被 配置成用于設(shè)置期望頻率值，控制裝置被配置成響應(yīng)于由負(fù)載檢查功能檢測(cè)到的負(fù)載來將 頻率升高至所述期望頻率值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于控制響應(yīng)列表針對(duì)每種負(fù)載類型 確定控制裝置(6)對(duì)于由負(fù)載檢查功能檢測(cè)到的負(fù)載的響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于控制響應(yīng)列表針對(duì)每種負(fù)載類型， 還確定控制裝置(6)對(duì)于關(guān)斷命令、反向命令以及步進(jìn)命令中的一個(gè)或多個(gè)命令的響應(yīng)。
7.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置 (6)中的負(fù)載類型包括泵、風(fēng)扇、澆灌系統(tǒng)、混凝土攪拌器、木材切割機(jī)以及圓鋸中的一個(gè) 或多個(gè)。
8.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述期望頻率值取決 于被選擇使用的負(fù)載類型，控制裝置(6)被配置成響應(yīng)于由負(fù)載檢查功能檢測(cè)到的負(fù)載來 將頻率轉(zhuǎn)換裝置的頻率升高至所述期望頻率值。
9.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于結(jié)合頻率轉(zhuǎn)換器的制 造或試運(yùn)轉(zhuǎn)來預(yù)先選擇負(fù)載類型，從而用戶無法通過用戶接口裝置(8)來改變負(fù)載類型。
10.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于用戶接口裝置包括 單獨(dú)的用戶接口單元(82，82”)，用戶接口單元(82，82”)相對(duì)于外殼(2)能夠移動(dòng)并且配 置成通過感應(yīng)耦合耦接至頻率轉(zhuǎn)換器的供電線纜(10，10”)或電動(dòng)機(jī)線纜(12)，以用于經(jīng) 由供電線纜(10，10”)或電動(dòng)機(jī)線纜(1 將控制命令傳送到控制裝置(6)。
11.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頻率轉(zhuǎn)換器，其特征在于頻率轉(zhuǎn)換器的防護(hù) 等級(jí)至少為IP 66。
全文摘要
一種頻率轉(zhuǎn)換器，包括外殼(2)、安裝在外殼(2)中的頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)、用于控制頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)的控制裝置(6)以及用于將來自用戶的控制命令傳送至控制裝置(6)的用戶接口裝置(8)。頻率轉(zhuǎn)換器的控制裝置(6)具有負(fù)載檢查功能，在負(fù)載檢查功能使用期間，控制裝置(6)被配置成檢查是否有負(fù)載連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)的輸出，控制裝置(6)還被配置成響應(yīng)于連接至頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)并由負(fù)載檢查功能所檢測(cè)到的負(fù)載來將頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)的輸出頻率升高至期望值。
文檔編號(hào)H02M1/00GK102035397SQ201010290749
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者尤西·蘭塔寧 申請(qǐng)人:Abb公司