[发明专利]变频驱动过电压保护

说明书

公开了用于变频电机驱动的过电压保护装置、系统和方法。在示例性实施例中，提供了包括整流器、与整流器电耦合的DC总线以及与DC总线电耦合的逆变器的变频电机驱动系统。提供了与整流器电耦合且被配置成基于故障条件而中断到系统的电源供应的保护器件。提供了控制器且其被配置成接收指示DC总线的电压的信息，处理接收到的信息以对变频电机驱动的至少一个部件的条件进行建模，并且如果建模条件满足故障准则，则控制保护器件以中断到变频电机驱动的电源供应。

背景技术

变频电机驱动提供许多潜在的优点，包括用于增强效率、控制和性能的机会。其还提出许多设计挑战，包括需要针对可导致灾难性失效的过电压条件而保护功率电子电路和部件。已经进行了各种尝试以解决这些顾虑，包括在电源供应与驱动前端之间提供线路电抗器、熔丝和/或断路器、在驱动中使用金属氧化物变阻器、缓冲电路和/或超大DC总线电容器以及使用基于晶体管的开关或基于有源晶体管的电压钳位或电路。虽然这些方法提供了一些益处，但是它们均存在限制和缺点。这些缺点对于诸如用于如冷却器系统之类的加热、通风、空调或制冷（HVACR）系统的压缩机驱动之类的高负载驱动应用而言可能是特别关心的。对于在本文中公开的独特且创造性的变频驱动过电压保护、装置、方法仍存在显著的需要。

公开

出于清楚、简明且精确地描述本发明的示例性实施例、完成和使用该示例性实施例的方式和过程以及为了使得能够实现该示例性实施例的实施、完成和使用，现在将对某些示例性实施例进行参考，包括附图中所示的那些，并且将使用具体语言来对其进行描述。应认识到的是，并不因而产生对本发明的范围的限制，并且本发明包括且保护本发明相关领域的技术人员将想到的示例性实施例的此类变更、修改以及进一步的应用。

发明内容

公开了变频驱动过电压保护的独特装置、方法和系统。在示例性实施例中，提供了包括整流器、与整流器电耦合的DC总线、与DC总线电耦合的逆变器的变频电机驱动系统。提供了与整流器电耦合且被配置成基于故障条件而中断供应至系统的功率的保护器件。提供了一种控制器且其被配置成接收指示DC总线的电压的信息、处理接收到的信息以对变频电机驱动的至少一个部件的条件进行建模，并且如果建模条件满足故障准则，则控制保护器件中断到变频电机驱动的电源供应。根据以下描述和附图，更多实施例、形式、目标、特征、优点、方面以及益处将变得显而易见。

附图说明

图1是示例性HVACR系统的示意图。

图2是示例性变频电机驱动系统的示意图。

图3是图示出示例性诊断和控制过程的流程图。

图4是图示出示例性并联跳闸函数的特性的图表。

图5是图示出与附加驱动特性曲线组合的示例性并联跳闸函数的特性的图表。

具体实施方式

参考图1，图示出示例性HVACR系统100，其包括包含压缩机110、冷凝器120和蒸发器130的制冷剂回路。制冷剂在闭合回路中通过系统100从压缩机110流动至冷凝器120至蒸发器130并返回压缩机110。各种实施例还可包括附加的制冷剂回路元件，包括例如用于控制制冷剂流动的阀、制冷剂过滤器、节热器、油分离器和/或冷却部件以及各系统部件中间的流动路径。

压缩机110由驱动单元150驱动，包括由变频驱动155驱动的永磁电机170。在所示实施例中，变频驱动155被配置成输出三相PWM驱动信号，并且电机170是表面磁体永磁电机。还可设想其它类型和配置的变速驱动或变频驱动以及诸如内部磁体永磁电机和感应电机之类的其它类型电机的使用。