[实用新型]可调速驱动器的保护

说明书

技术领域

本发明涉及可调速驱动器的保护。更具体地说，本发明涉及用于保护将负 载连接到电源的可调速驱动器的方法、结构和装置。

技术背景

一种可调速驱动器(“ASD”)控制由一个来源(例如一个公用电力系统或者 发电机)提供的电力，以及电动机。然而，当供应给ASD的电力质量较低时，ASD 以及一些功率电子设备通常会受到损害。在电力信号中，不良的电力质量有时 表现为瞬变和谐波，例如过电压、电压跌落，以及短暂中断。瞬变的一个原因 是在ASD的供电侧的增加电容性装置，例如其他的ASD或者电容器组。不良电 力质量可以导致在ASD中的器件，如功率半导体的失灵。这进而导致对于电动 机以及电动机应用的令人不希望出现的停机时间。在中压应用中，电动机的停 机导致一个制造工厂生产率的损失。由电力研究所(Electric Power Institute) 出版的用于可调速驱动器应用的电能质量问题(Power Quality Considerations for Adjustable Speed Drive Applications)中描述了电能质量的问题，该文 献通过引用结合在此。因此，需要保护ASD免受由于电源提供的电能中的瞬变 所造成的损坏。

实用新型简述

一种可调速驱动器保护装置包括一个驱动器保护器，该保护器监测一 个电力信号并在检测到一个严重的瞬变事件时将驱动器切换到一个保护模 式。在一种选择中，该可调速驱动器是一种脉宽调制的可调速驱动器。该 驱动器保护器被适配为将电力信号转换为同步参照系中的一个矢量表示。 该矢量表示通过一个高通滤波器以将该电力信号的一个基波分量去除，这 样使一个瞬态分量和正常背景失真通过该滤波器。一个整流器对该瞬态分 量和正常背景失真进行整流以将该分量和失真移到一个正参照系中。一个 峰值检测器确定对于该整流信号的一个标准值，然后该标准值通过一个低 通滤波器，该低通滤波器被适配为输出一个稳态背景失真信号，该失真信 号代表了正常背景失真。一个乘法器按比例换算该稳态背景失真信号以防 止保护方案的误扰性切断(nuisance trips)。在一个选择中，电路保护 器被适配为针对一台接收该输出信号的电动机的电流要求来校正该稳定状 态的非基波信号。电路保护器将该校正的稳态背景失真信号与该整流的信 号相比较。本方案被适配为用于检测在一个中压公共线路上的谐波或者瞬 变并且保护在一个逆变器或者整流器中的对称门级换流晶闸管。

在不同的方面中，本方案被适配于包括可调速驱动器的系统和为负载 (例如电动机)提供脉宽调制驱动器信号的方法。这样的系统可能包括连 接到电源的一个输入滤波器、连接到该输入滤波器的一个整流器、连接到 电动机的一个逆变器、将该整流器连接到逆变器的一个直流连接，以及可 运行地连接到该整流器和逆变器的一个控制器。该控制器包括连接到电源 并适合于检测来自于电源的瞬变事件的一个驱动器保护单元。这些瞬变事 件包括可能损坏可调速驱动器的谐波。该驱动器保护单元被适配为当一个 瞬变事件发生时将该整流器和逆变器置于一种受保护的状态。在一种选择 中，这种保护状态包括将该整流器置于一种续流模式(freewheel mode) 中。在一种选择中，这种保护状态包括将该逆变器置于该续流模式中。在 一种选择中，该保护状态将该逆变器置于一种脉宽调制(“PWM”)模式中 以帮助直流电流的迅速切断。在一种选择中，该保护单元总是在逆变器之 前将整流器置于续流模式中。在一种选择中，该驱动器保护单元被适配为 在来自于该瞬变事件的能量消散之后，将该整流器和逆变器返回到一种正 常运行模式。在一种选择中，该驱动器保护单元在逆变器处于一种再生模 式之前将该整流器返回到正常运行。在一种选择中，该驱动器保护单元在 整流器处于一种电机驱动模式之前将该逆变器返回到正常运行。在一种选 择中，该控制器与整流器和逆变器的对称门级换流晶闸管均可运行地相连 接以控制这些晶闸管的导电状态。

本发明的这些以及其他实施方案、方面、优点，和特征将在以下的说 明书中部分地进行说明，并且通过参考本发明和引用附图的如下说明或者 通过实践本发明，对于本领域技术人员这些部分地将变得很清楚。通过在 所附的权利要求中特别指出的手段、方法、过程、和组合以及它们的等效 物，可以实现并获取本发明这些方面、优点、和特点。

附图简述

图1展示了包括本发明一个实施方案的一个系统的图示。