逆變器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種逆變器系統(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運行的高壓電力并且將所述高壓電力提供至所述電機；開關，其在所述逆變器和所述電機之間連接，并且配置為閉合和斷開以使得來自所述逆變器的輸出電壓被提供給所述電機或被中斷；電流檢測器，其配置為檢測來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器檢測到的輸出電流值小于預定的參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則所述逆變器被中斷。
【專利說明】
逆變器系統(tǒng)
技術領域
[0001]本公開涉及一種逆變器系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及一種包括逆變器的控制器的逆變器系統(tǒng)，通過其，借由基于來自高壓逆變器的輸出電流來檢查開關的運行狀態(tài)，由開關的錯誤運行引起的用于對電機進行驅動的高壓逆變器和高壓電機中的故障可以被防止。
【背景技術】
[0002]—般說來，高壓逆變器是一種通過調節(jié)在高壓電機額定電壓內的輸入至高壓逆變器的電壓的幅值和頻率來控制至高壓電機的輸入電壓的裝置。
[0003]這樣的高壓電機通常地被安裝在工廠的主要設施中。由于它們需要非常昂貴的安裝成本，各種保護裝置被提供。具體來說，開關裝置(例如真空斷路器(VCB)以及真空電路開關(VCS))被安裝在高壓逆變器和高壓電機之間，使得如果在高壓電機的運行期間異常情況發(fā)生，則電力被中斷。
[0004]這樣的開關裝置典型地通過操作位于工廠的控制室的控制面板來控制。經由公用交流電力(例如，交流220V)數(shù)字接觸點在控制面板和開關裝置之間被頻繁地使用。
[0005]雖然開關裝置是用來保護高壓電機，但是有時開關裝置本身可能被錯誤地操作，使得高壓逆變器和高壓電機可以被損壞。具體而言，錯誤運行是由于在從控制面板發(fā)送到開關裝置的控制信號中的噪聲，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，當在高壓電機的運行期間開關裝置斷開并且立即閉合時，由于高壓逆變器和高壓電機之間的電壓差可以發(fā)生過電流，使得高壓逆變器、高壓電機和開關裝置可能被損壞。
[0006]圖1A至圖1C是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術在不同運行狀態(tài)的高壓逆變器的運行的視圖。
[0007]圖1A示出了在正常運行狀態(tài)的高壓電機10。當高壓電動機10由高壓逆變器20正常地運行時，提供至高壓電機10的電壓由高壓逆變器20所控制。
[0008]如果當高壓電機10運行時開關裝置30錯誤地斷開，則高壓逆變器20不知道高壓電機10的運行狀態(tài)并且因此保持輸出電壓，如圖1B所示。如果開關裝置30在這種情況下閉合，如圖1C所示，則來自高壓逆變器20的高電壓被即刻地應用于高壓電機10，使得故障發(fā)生。
[0009]也就是說，由于高壓逆變器20沒有接收到開關裝置30的狀態(tài)接觸點，其不知道開關裝置30是閉合還是斷開，并且因此由于在高壓電機10的運行期間開關裝置30的錯誤運行，事故可以發(fā)生。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的一個方面是提供一種包括逆變器的控制器的逆變器系統(tǒng)，通過其，借由基于來自高壓逆變器的輸出電流來檢查開關的運行狀態(tài)，由開關的錯誤運行引起的用于驅動電機的高壓逆變器以及高壓電機中的故障可以被防止。
[0011]根據(jù)本公開的一個方面，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運行的高壓電力并且將所述高壓電力提供至所述電機;開關，其連接在所述逆變器和所述電機之間，并且配置為閉合和斷開以使得來自所述逆變器的輸出電壓被提供給所述電機或被中斷；電流檢測器，其配置為檢測來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器檢測到的輸出電流值小于預定的參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則所述逆變器被中斷。
[0012]根據(jù)本公開的示例性實施例，基于來自高壓逆變器的輸出電流來檢查開關的運行狀態(tài)，使得由開關的錯誤運行引起的用于驅動電機的高壓逆變器和高壓電機中的故障可以被防止。
【附圖說明】
[0013]圖1A至圖1C是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術的在不同運行狀態(tài)的高壓逆變器的運行的視圖；
[0014]圖2是用于說明根據(jù)本公開的實施例的逆變器系統(tǒng)的框圖；
[0015]圖3A和圖3B是顯示了根據(jù)本公開的示例性實施例的來自根據(jù)開關的操作的逆變器的輸出電流的圖；以及
[0016]圖4是用于說明根據(jù)本公開的示例性實施例的用于控制逆變器的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]從使用參考附圖的詳細描述，上面的對象、特征和優(yōu)點將變得明顯。實施例以足夠細節(jié)的描述以使能那些本領域技術人員容易地實踐本公開的技術思想。已知的功能或配置的詳細公開可以被省略以免不必要地掩蓋本公開的要點。
[0018]在下文中，本發(fā)明的示例性實施例將使用參考附圖被詳細地描述。本發(fā)明的實施例可以以許多不同的形式被修改，并且本發(fā)明的保護范圍不應限制于此處提出的實施例。而這些實施例被提供以使得本公開將徹底和完整，并且將本發(fā)明的理念充分傳達給本領域技術人員。貫穿整個公開，類似參考數(shù)字指的是貫穿本發(fā)明的各種數(shù)字和實施例的類似部分。
[0019]圖2是用于說明根據(jù)本公開的實施例的逆變器系統(tǒng)的框圖。圖3A和圖3B是顯示了根據(jù)本公開的示例性實施例的來自根據(jù)開關的運行的逆變器的輸出電流的圖。
[0020]參考圖2至圖3B，根據(jù)本公開的示例性實施例的逆變器系統(tǒng)主要包括高壓電機100、高壓逆變器200、開關300、電流檢測器400以及控制器500。
[0021]高壓電機100在大型生產設施(例如化工廠或發(fā)電廠)中使用。高壓電機100被連接至高壓逆變器200的輸出端并且由來自高壓逆變器200的交流電力所驅動。
[0022]高壓電機100指的是由電能所旋轉以在其軸上產生旋轉力的動力機械。高壓電機100可以被連接至高壓逆變器200的三相交流電力輸出端，并且可以是由來自高壓逆變器200的三相交流電力所驅動的三相感應電機。高壓電機100為那些本領域技術人員所熟知；并且，因此，其詳細描述不會在此被給出。
[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100運行的高壓電力，并且然后將其提供給高壓電機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生直流電力，使得其通過脈沖寬度調制(PffM)開關改變頻率和電壓以產生所期望的輸出，并且將所期望的電力提供至高壓電機100。
[0025]高壓逆變器200可以應用于工業(yè)高壓電機。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用于高壓電機100。
[0026]高壓逆變器200可以是三相級聯(lián)H橋逆變器，其中多個單相逆變器串聯(lián)連接以產生相電壓，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的每個單元都可以包括整流器、直流端電容器和逆變器。當高壓逆變器200被供電時，整流器被打開，并且直流端電容器被充電。整流器可以是二極管(例如半導體控制整流器(SCR))并且保持打開(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)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)等作為逆變器電路的開關元件。
[0029]該開關可以在高壓電機100和高壓逆變器200之間被連接，并且閉合和斷開以允許和阻止從高壓逆變器200至高壓電機100的輸出電壓。
[0030]開關300可以作為開關裝置(例如真空斷路器(VCB)和真空電路開關(VCS))被實現(xiàn)。
[0031]電流檢測器400可以檢測來自高壓逆變器200的每個相位終端的電流水平以將其提供至控制器500。
[0032]電流檢測器400可以包括在逆變器電路中安裝的至少一個電流傳感器(未示出)，以及用于將檢測到的電流轉換為數(shù)字值的模擬數(shù)字轉換器。
[0033]控制器500控制高壓逆變器200的整體運行。具體而言，控制器500將由電流檢測器400檢測到的輸出電流值與預定的參考電流值進行比較。然后，如果由電流檢測器400檢測到輸出電流值小于預定的參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則控制器500確定開關300被錯誤地斷開，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)選地設置為高壓電機100的空載電流值，其可以取決于電機的額定電流而變化。參考持續(xù)時間優(yōu)選地為從三秒至七秒的范圍，更優(yōu)選地為五秒。
[0035]圖3A是示出當開關裝置閉合和斷開時的輸出電流的波形的視圖。圖3B示出了高壓逆變器的開關裝置被斷開何時被確定的條件。
[0036]也就是說，圖3A示出了當在斷開狀態(tài)期間施加小于電機的空載電流的電流并且然后當開關閉合時過壓輸出被即刻施加時故障出現(xiàn)。為了防止這樣的故障，參考圖3B，如果小于電機的空載電流的電流保持預定時間(比方說，三至七秒，優(yōu)選地為五秒)，則確定出開關300被錯誤地斷開，并且高壓逆變器200的運行被中斷。
[0037]此外，如果由電流檢測器400檢測到的輸出電流值小于預定的參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則控制器500可以控制以使得當報警信號輸出時高壓逆變器200的運行被中斷。相應地，報警器600可以進一步包括接收來自控制器500的報警信號并且視覺地和/或聽覺地警告用戶。
[0038]報警器600可以被安裝在高壓電機100、高壓逆變器200、開關300和控制器500之一的附近，并且可以作為至少一個燈、發(fā)光二極管(LED)和/或揚聲器等被實現(xiàn)。
[0039]此外，如果由電流檢測器400檢測到的輸出電流值小于預定參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則在產生報警消息以將其發(fā)送至用戶的終端(未示出)的同時控制器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，例如臺式個人電腦(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無線互聯(lián)網或移動互聯(lián)網進行通信的各種移動終端，以及包括掌上電腦、智能手機、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/無線電器/通信裝置。
[0042]此外，如果由電流檢測器400檢測到的輸出電流值小于預定的參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則控制器500可以中斷高壓逆變器200，并且然后在開關300閉合后恢復高壓逆變器200。
[0043]在下文中，根據(jù)本公開的示例性實施例的用于控制逆變器的方法將被詳細描述。
[0044]圖4是用于說明根據(jù)本公開的示例性實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，該方法開始于實時檢測來自高壓逆變器200的輸出電流(步驟S100)。然后，該方法包括將輸出電流值與預定參考電流值進行比較(步驟S200)。
[0046]在步驟S200中，參考電流值優(yōu)選地設置為高壓電機100的空載電流值。
[0047]如果在步驟S200中確定了檢測到的輸出電流值小于預定參考電流值，則然后確定檢測到的輸出電流值是否持續(xù)預定參考持續(xù)時間(步驟S300)。
[0048]在步驟S300中，參考持續(xù)時間優(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中檢測到的輸出電流值持續(xù)了預定的參考持續(xù)時間，則該方法包括中斷高壓逆變器200的運行(步驟S400)。
[0050]此外，該方法還可以包括在步驟S400后視覺地和/或聲音地報警用戶。
[0051]此外，該方法還可以包括產生以及發(fā)送報警消息至用戶的終端。
[0052]在步驟S400后，當在高壓電機100和高壓逆變器200之間連接的開關300被閉合時，該方法可以包括恢復高壓逆變器200。
[0053]雖然本公開的逆變器的控制器的優(yōu)選的實施例已經被公開以用于說明性目的，那些本領域技術人員將意識到各種修改、增加和替換是可能的，而不脫離如在所附權利要求中所公開的本發(fā)明的保護范圍和精神。相應地，這樣的修改、增加和替換也應該被理解為落入本公開的保護范圍。
【主權項】
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運行的高壓電力并且將所述高壓電力提供至所述電機； 開關，其在所述逆變器和所述電機之間連接，并且配置為閉合及斷開以使得來自所述逆變器的輸出電壓被提供給所述電機或被中斷； 電流檢測器，其配置為檢測來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器檢測到的輸出電流值小于預定的參考電流值超過預定的參考持續(xù)時間，則所述逆變器被中斷。2.根據(jù)權利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，所述參考電流值被設置為所述電機的空載電流值。3.根據(jù)權利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，所述參考持續(xù)時間為從三秒至七秒的范圍。4.根據(jù)權利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，還包括: 報警器，其配置為當其接收到來自所述控制器的報警信號時，視覺地或聽覺地警告用戶， 其中，所述控制器控制所述逆變器系統(tǒng)以使得當所述逆變器被中斷時報警信號被發(fā)出。5.根據(jù)權利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，在所述控制器產生報警消息以將其發(fā)送至用戶的終端的同時，所述控制器中斷所述逆變器。6.根據(jù)權利要求1所述的逆變器系統(tǒng)，其中，在所述逆變器被中斷后，如果開關被閉合，則所述控制器恢復所述逆變器。
【文檔編號】H02M7/42GK106059445SQ201610178892
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月25日 公開號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
【申請人】Ls產電株式會社