电力电子设备的温度感测系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]使用诸如一组逆变器的电力电子设备来控制电机驱动或者其它被供电的设备是公知的。在图1中示出了一种现有技术的电机控制系统的部件。图1图示了具有9个这种电力胞元(power cell)的电源(例如AC电机驱动)的各种实施例。图1中的电力胞元由具有输入端子A、B和C以及输出端子Tl和T2的块表示。在图1中，变压器或者其它多绕组设备110在其初级绕组112处接收三相中压电力，并且经由单相逆变器(也称为电力胞元)151-153、161-163和171-173的阵列向诸如三相AC电机的负载130提供电力。电源输出的每一相由这里称为“相位组”150、160和170的一组串联连接的电力胞元馈送。
[0002]变压器110包括激励多个次级绕组114 - 122的初级绕组112。虽然示出了初级绕组112具有星形配置，但是网状配置也是可以的。此外，虽然示出了次级绕组114-122具有三角形或者延伸的三角形的配置，但是可以使用绕组的其它配置，如在授予Hammond的美国专利第5，625，545号中所描述的那样，其公开的全部内容通过引用包含于此。在图1的示例中，对于每一个电力胞元，存在单独的次级绕组。然而，在图1中示出的电力胞元和/或次级绕组的数量仅仅是说明性的，其它数量是可以的。在美国专利第5，625，545号中公开了这种电源的附加细节。
[0003]逆变器的几个功能部件在工作期间可能经受高的热应力。当诸如作为临时过载操作或者在基本额定值外部的其它操作的结果而出现高温时，这些部件的内部温度可能达到或者超过临界温度。可以通过使冷却水和/或空气循环通过这些部件来冷却这些系统，以吸收热并且降低部件温度。尽管如此，仍然希望感测部件的温度，以识别部件何时接近临界温度。
[0004]电力电子电路中的大量温度测量位置以及操作的高热应力状况使得难以充分地感测电力电子设备的温度。
[0005]本文献描述尝试解决上述问题中的至少一些和/或其它问题的方法和系统。
【发明内容】
[0006]在实施例中，电力电子设备可以包括壳体、位于壳体内并且设定为用于至少一个中压的导电元件、与导电元件流体连通的冷却系统、多个温度感测标签和具有被配置为接收来自温度感测标签的天线的信号的接收器的数据收集单元。冷却系统可以具有位于壳体内的多个出口导管元件。标签中的每一个可以被附着到出口导管中的一个，并且可以包括电源、温度传感器和天线。
【附图说明】
[0007]图1示出了用于减少谐波畸变并且校正功率因数的现有技术的电力系统的实施例。
[0008]图2不出了电力电子设备和冷却系统的不例。
[0009]图3示出了用于电力电子设备的一个或更多个部件的温度感测系统的各种部件。
【具体实施方式】
[0010]如在本文献以及在所附权利要求中所使用的那样，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数的引用。除非另外进行了定义，否则在本文献中使用的所有技术和科技术语具有与本领域普通技术人员通常所理解的相同的含义。如在本文献中所使用的，术语“包括”意为“包括、但不限于”。
[0011]诸如在图1中示出的电子驱动系统是通常使用的可以控制诸如中压电机的负载的电力电子设备。如上所述，这些系统可以使用逆变器或其它电力胞元151-153，161-163，171-173。在操作中，由于随着时间变化的功率损耗，胞元经受高热应力。当如在临时过载操作或者在胞元的基本额定值外部的其它操作的情况下，出现较高的温度时，这些或其它电力电子设备部件的内部温度可能达到或超过临界温度。
[0012]为了长期可靠地工作，希望监视电力电子设备的温度。可以监视的部件包括、但不限于电感器、变压器和半导体器件(IGBT，MOSFET、晶闸管等)。然而，电力电子设备中的大量温度测量位置产生了挑战，因为这些位置经常相对于地并且相对于彼此处于高电压电势。因此，使电源和数据线与和高压接触的传感器通信成为了问题。另外，这些位置处于由包含高谐波的大电流以及高交变电压产生的强电磁环境中。传感器产生可能轻易被强电磁场干扰的非常小的电信号，这提出了又一个挑战。
[0013]图2示出了解决诸如上面描述的挑战的系统。图2示出了三相中压变压器201的情境下的系统。如在本文献中所使用的，“中压”通常是指在电力领域本身中所指的电压。示例包括I千伏(kv)_35kv、600伏_69kv、2.4kv_39kv或者这些范围的上限和下限的任意组合。然而，该系统同样可以与其它电力电子设备一起使用。图2示出了包括导电铁芯210以及各自包括初级绕组和次级绕组220a…220η的集合的三相211，212，213的三相中压变压器的次级侧。在中压变压器中，可以使用任意数量的次级绕组作为导电元件，例如每相15-20个次级绕组，每个次级绕组各自具有5-20匝。其它配置是可以的。变压器部件中的一些或全部可以包含在壳体240中。
[0014]冷却系统与导电元件流体连通。冷却系统可以是使空气、水或者其它气体或液体循环通过导电元件的区域的一个或更多个导管。如图2所示，用于变压器的一相的冷却系统包括至少部分位于壳体240内的入口导管231和出口导管233。对于每一相，可以包括多个入口导管和出口导管。
[0015]图4示出了关注电力电子设备的一个部件213、在这种情况下为变压器的一相的系统。参考图1，该相可以包括导电线圈213的集合，并且系统包括冷却单元301以及入口导管231和出口导管233。流体或气体由冷却单元301冷却，经由入口导管231送到部件213，在那里其吸收热。然后，流体或气体经由出口导管233返回到冷却单元301。可以使用多个入口导管和出口导管，其中的每一个返回到同一冷却单元。可选地，可以使用多个冷却单元。
[0016]温度感测标签311a被定位为接触出口导管213并且检测出口导管的温度。任选地，可以使用任意数量的温度感测标签311a…311η，诸如一个导管一个标签。温度感测标签可以被定位在变压器壳体内，任选地在导管与部件接口的点处或者非常靠近导管与部件接口的点。标签可以被