逆变器系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种逆变器系统，其包括：逆变器，其配置为接收公用交流电力，并且将其步升至必要于电机运行的高压电力并且将所述高压电力提供至所述电机；开关，其在所述逆变器和所述电机之间连接，并且配置为闭合和断开以使得来自所述逆变器的输出电压被提供给所述电机或被中断；电流检测器，其配置为检测来自所述逆变器的输出电流；以及控制器，其配置为控制所述逆变器系统以使得如果由所述电流检测器检测到的输出电流值小于预定的参考电流值超过预定的参考持续时间，则所述逆变器被中断。
【专利说明】
逆变器系统
技术领域
[0001]本公开涉及一种逆变器系统。更具体地，本公开涉及一种包括逆变器的控制器的逆变器系统，通过其，借由基于来自高压逆变器的输出电流来检查开关的运行状态，由开关的错误运行引起的用于对电机进行驱动的高压逆变器和高压电机中的故障可以被防止。
【背景技术】
[0002]—般说来，高压逆变器是一种通过调节在高压电机额定电压内的输入至高压逆变器的电压的幅值和频率来控制至高压电机的输入电压的装置。
[0003]这样的高压电机通常地被安装在工厂的主要设施中。由于它们需要非常昂贵的安装成本，各种保护装置被提供。具体来说，开关装置(例如真空断路器(VCB)以及真空电路开关(VCS))被安装在高压逆变器和高压电机之间，使得如果在高压电机的运行期间异常情况发生，则电力被中断。
[0004]这样的开关装置典型地通过操作位于工厂的控制室的控制面板来控制。经由公用交流电力(例如，交流220V)数字接触点在控制面板和开关装置之间被频繁地使用。
[0005]虽然开关装置是用来保护高压电机，但是有时开关装置本身可能被错误地操作，使得高压逆变器和高压电机可以被损坏。具体而言，错误运行是由于在从控制面板发送到开关装置的控制信号中的噪声，失火是由于线圈老化，或者由用户不小心的误操作。因此，非常大的事故可以发生。也就是说，当在高压电机的运行期间开关装置断开并且立即闭合时，由于高压逆变器和高压电机之间的电压差可以发生过电流，使得高压逆变器、高压电机和开关装置可能被损坏。
[0006]图1A至图1C是用于说明根据现有技术在不同运行状态的高压逆变器的运行的视图。
[0007]图1A示出了在正常运行状态的高压电机10。当高压电动机10由高压逆变器20正常地运行时，提供至高压电机10的电压由高压逆变器20所控制。
[0008]如果当高压电机10运行时开关装置30错误地断开，则高压逆变器20不知道高压电机10的运行状态并且因此保持输出电压，如图1B所示。如果开关装置30在这种情况下闭合，如图1C所示，则来自高压逆变器20的高电压被即刻地应用于高压电机10，使得故障发生。
[0009]也就是说，由于高压逆变器20没有接收到开关装置30的状态接触点，其不知道开关装置30是闭合还是断开，并且因此由于在高压电机10的运行期间开关装置30的错误运行，事故可以发生。
【发明内容】
[0010]本发明的一个方面是提供一种包括逆变器的控制器的逆变器系统，通过其，借由基于来自高压逆变器的输出电流来检查开关的运行状态，由开关的错误运行引起的用于驱动电机的高压逆变器以及高压电机中的故障可以被防止。
[0011]根据本公开的一个方面，逆变器系统包括:逆变器，其配置为接收公用交流电力，并且将其步升至必要于电机运行的高压电力并且将所述高压电力提供至所述电机;开关，其连接在所述逆变器和所述电机之间，并且配置为闭合和断开以使得来自所述逆变器的输出电压被提供给所述电机或被中断；电流检测器，其配置为检测来自所述逆变器的输出电流；以及控制器，其配置为控制所述逆变器系统以使得如果由所述电流检测器检测到的输出电流值小于预定的参考电流值超过预定的参考持续时间，则所述逆变器被中断。
[0012]根据本公开的示例性实施例，基于来自高压逆变器的输出电流来检查开关的运行状态，使得由开关的错误运行引起的用于驱动电机的高压逆变器和高压电机中的故障可以被防止。
【附图说明】
[0013]图1A至图1C是用于说明根据现有技术的在不同运行状态的高压逆变器的运行的视图；
[0014]图2是用于说明根据本公开的实施例的逆变器系统的框图；
[0015]图3A和图3B是显示了根据本公开的示例性实施例的来自根据开关的操作的逆变器的输出电流的图；以及
[0016]图4是用于说明根据本公开的示例性实施例的用于控制逆变器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]从使用参考附图的详细描述，上面的对象、特征和优点将变得明显。实施例以足够细节的描述以使能那些本领域技术人员容易地实践本公开的技术思想。已知的功能或配置的详细公开可以被省略以免不必要地掩盖本公开的要点。
[0018]在下文中，本发明的示例性实施例将使用参考附图被详细地描述。本发明的实施例可以以许多不同的形式被修改，并且本发明的保护范围不应限制于此处提出的实施例。而这些实施例被提供以使得本公开将彻底和完整，并且将本发明的理念充分传达给本领域技术人员。贯穿整个公开，类似参考数字指的是贯穿本发明的各种数字和实施例的类似部分。
[0019]图2是用于说明根据本公开的实施例的逆变器系统的框图。图3A和图3B是显示了根据本公开的示例性实施例的来自根据开关的运行的逆变器的输出电流的图。
[0020]参考图2至图3B，根据本公开的示例性实施例的逆变器系统主要包括高压电机100、高压逆变器200、开关300、电流检测器400以及控制器500。
[0021]高压电机100在大型生产设施(例如化工厂或发电厂)中使用。高压电机100被连接至高压逆变器200的输出端并且由来自高压逆变器200的交流电力所驱动。
[0022]高压电机100指的是由电能所旋转以在其轴上产生旋转力的动力机械。高压电机100可以被连接至高压逆变器200的三相交流电力输出端，并且可以是由来自高压逆变器200的三相交流电力所驱动的三相感应电机。高压电机100为那些本领域技术人员所熟知；并且，因此，其详细描述不会在此被给出。
[0023]高压逆变器200接收220V的公用交流电力以将其步升至必要地使高压电机100运行的高压电力，并且然后将其提供给高压电机100。
[0024]具体而言，高压逆变器200被连接至三相公用交流电源以使交流电力部件平滑而产生直流电力，使得其通过脉冲宽度调制(PffM)开关改变频率和电压以产生所期望的输出，并且将所期望的电力提供至高压电机100。
[0025]高压逆变器200可以应用于工业高压电机。高压逆变器200频繁地使用3.3kV、6.6kV和I OkV的电压以及60Hz的频率。公用交流电力直接地应用于高压电机100。
[0026]高压逆变器200可以是三相级联H桥逆变器，其中多个单相逆变器串联连接以产生相电压，并且因此可以获得高压电力。单相逆变器被称为单元。
[0027]高压逆变器200的每个单元都可以包括整流器、直流端电容器和逆变器。当高压逆变器200被供电时，整流器被打开，并且直流端电容器被充电。整流器可以是二极管(例如半导体控制整流器(SCR))并且保持打开(如果供电的话)。
[0028]逆变器可以包括使用自举电容的逆变器电路，并且可以使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等作为逆变器电路的开关元件。
[0029]该开关可以在高压电机100和高压逆变器200之间被连接，并且闭合和断开以允许和阻止从高压逆变器200至高压电机100的输出电压。
[0030]开关300可以作为开关装置(例如真空断路器(VCB)和真空电路开关(VCS))被实现。
[0031]电流检测器400可以检测来自高压逆变器200的每个相位终端的电流水平以将其提供至控制器500。
[0032]电流检测器400可以包括在逆变器电路中安装的至少一个电流传感器(未示出)，以及用于将检测到的电流转换为数字值的模拟数字转换器。
[0033]控制器500控制高压逆变器200的整体运行。具体而言，控制器500将由电流检测器400检测到的输出电流值与预定的参考电流值进行比较。然后，如果由电流检测器400检测到输出电流值小于预定的参考电流值超过预定的参考持续时间，则控制器500确定开关300被错误地断开，并且控制以使得高压逆变器200被中断。
[0034]该参考电流值优选地设置为高压电机100的空载电流值，其可以取决于电机的额定电流而变化。参考持续时间优选地为从三秒至七秒的范围，更优选地为五秒。
[0035]图3A是示出当开关装置闭合和断开时的输出电流的波形的视图。图3B示出了高压逆变器的开关装置被断开何时被确定的条件。
[0036]也就是说，图3A示出了当在断开状态期间施加小于电机的空载电流的电流并且然后当开关闭合时过压输出被即刻施加时故障出现。为了防止这样的故障，参考图3B，如果小于电机的空载电流的电流保持预定时间(比方说，三至七秒，优选地为五秒)，则确定出开关300被错误地断开，并且高压逆变器200的运行被中断。
[0037]此外，如果由电流检测器400检测到的输出电流值小于预定的参考电流值超过预定的参考持续时间，则控制器500可以控制以使得当报警信号输出时高压逆变器200的运行被中断。相应地，报警器600可以进一步包括接收来自控制器500的报警信号并且视觉地和/或听觉地警告用户。
[0038]报警器600可以被安装在高压电机100、高压逆变器200、开关300和控制器500之一的附近，并且可以作为至少一个灯、发光二极管(LED)和/或扬声器等被实现。
[0039]此外，如果由电流检测器400检测到的输出电流值小于预定参考电流值超过预定的参考持续时间，则在产生报警消息以将其发送至用户的终端(未示出)的同时控制器500可以中断高压逆变器200。
[0040]用户的终端可以是(但不限于)电脑，例如台式个人电脑(PC)和笔记本电脑。需要注意的是，用户的终端可以包括各种有线/无线通信装置，其可以被连接至控制器500并且从其接收数据或发送数据至该控制器500。
[0041]例如，用户的终端可以包括能够通过无线互联网或移动互联网进行通信的各种移动终端，以及包括掌上电脑、智能手机、具有通信能力的数字多媒体广播(DMB)电话、平板电脑以及iPad的各种有线/无线电器/通信装置。
[0042]此外，如果由电流检测器400检测到的输出电流值小于预定的参考电流值超过预定的参考持续时间，则控制器500可以中断高压逆变器200，并且然后在开关300闭合后恢复高压逆变器200。
[0043]在下文中，根据本公开的示例性实施例的用于控制逆变器的方法将被详细描述。
[0044]图4是用于说明根据本公开的示例性实施例的用于控制逆变器的方法的流程图。
[0045]参考图2至图4，该方法开始于实时检测来自高压逆变器200的输出电流(步骤S100)。然后，该方法包括将输出电流值与预定参考电流值进行比较(步骤S200)。
[0046]在步骤S200中，参考电流值优选地设置为高压电机100的空载电流值。
[0047]如果在步骤S200中确定了检测到的输出电流值小于预定参考电流值，则然后确定检测到的输出电流值是否持续预定参考持续时间(步骤S300)。
[0048]在步骤S300中，参考持续时间优选地为从三秒至七秒的范围，更优选地为五秒。[0049 ]如果在步骤S300中确定了在步骤S100中检测到的输出电流值持续了预定的参考持续时间，则该方法包括中断高压逆变器200的运行(步骤S400)。
[0050]此外，该方法还可以包括在步骤S400后视觉地和/或声音地报警用户。
[0051]此外，该方法还可以包括产生以及发送报警消息至用户的终端。
[0052]在步骤S400后，当在高压电机100和高压逆变器200之间连接的开关300被闭合时，该方法可以包括恢复高压逆变器200。
[0053]虽然本公开的逆变器的控制器的优选的实施例已经被公开以用于说明性目的，那些本领域技术人员将意识到各种修改、增加和替换是可能的，而不脱离如在所附权利要求中所公开的本发明的保护范围和精神。相应地，这样的修改、增加和替换也应该被理解为落入本公开的保护范围。
【主权项】
1.一种逆变器系统，其包括: 逆变器，其配置为接收公用交流电力，并且将其步升至必要于电机运行的高压电力并且将所述高压电力提供至所述电机； 开关，其在所述逆变器和所述电机之间连接，并且配置为闭合及断开以使得来自所述逆变器的输出电压被提供给所述电机或被中断； 电流检测器，其配置为检测来自所述逆变器的输出电流；以及 控制器，其配置为控制所述逆变器系统以使得如果由所述电流检测器检测到的输出电流值小于预定的参考电流值超过预定的参考持续时间，则所述逆变器被中断。2.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，所述参考电流值被设置为所述电机的空载电流值。3.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，所述参考持续时间为从三秒至七秒的范围。4.根据权利要求1所述的逆变器系统，还包括: 报警器，其配置为当其接收到来自所述控制器的报警信号时，视觉地或听觉地警告用户， 其中，所述控制器控制所述逆变器系统以使得当所述逆变器被中断时报警信号被发出。5.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，在所述控制器产生报警消息以将其发送至用户的终端的同时，所述控制器中断所述逆变器。6.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，在所述逆变器被中断后，如果开关被闭合，则所述控制器恢复所述逆变器。
【文档编号】H02M7/42GK106059445SQ201610178892
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月25日 公开号201610178892.3, CN 106059445 A, CN 106059445A, CN 201610178892, CN-A-106059445, CN106059445 A, CN106059445A, CN201610178892, CN201610178892.3
【发明人】金敬垂
【申请人】Ls产电株式会社