[发明专利]具有集成的前端整流器和旁路的可变频率驱动器

权利要求书

1.一种用于选择性地控制从电源到负载的功率的电机控制系统，所述电机控制系统包括：

可变频率驱动(VFD)单元，所述可变频率驱动单元包括：

输入端，所述输入端可连接到所述电源；

整流器电路，所述整流器电路连接到所述输入端，所述整流器电路包括多个相脚，所述多个相脚各自在其上包括上部开关单元和下部开关单元；

逆变器，所述逆变器通过DC链路连接到所述整流器电路并且在其中具有多个开关，所述多个开关可控以向所述负载提供三相AC输出功率；和

旁路继电器单元，所述旁路继电器单元包括旁路继电器，所述旁路继电器耦接到所述下部开关单元下游的所述整流器电路的所述相脚中的每一个相脚；和

隔离接触器单元，所述隔离接触器单元位于所述逆变器与所述负载之间，并且可操作以选择性地将所述逆变器连接到所述负载并将所述逆变器与所述负载隔离；

其中所述旁路继电器单元在第一位置可操作以将所述整流器电路耦接到所述逆变器，并且在第二位置可操作以将所述整流器电路耦接到绕过所述逆变器的旁路路径。

2.根据权利要求1所述的电机控制系统，还包括控制器，所述控制器操作地耦接到所述旁路继电器单元和所述隔离接触器单元，所述控制器被编程为控制所述多个开关装置在导通状态与关断状态之间的切换，以选择性地将功率路由到功率转换器并绕过所述功率转换器。

3.根据权利要求2所述的电机控制系统，其中所述控制器被编程为：

接收包括所述VFD单元的操作状态和所述负载的期望操作状况中的一者或多者的输入；

基于所述接收的输入确定所述电机控制系统的期望操作状况，所述期望操作状况包括VFD模式和旁路模式中的一者；以及

控制所述旁路继电器单元和所述隔离接触器单元的操作，以使所述电机控制系统以所述VFD模式和所述旁路模式中的一者操作。

4.根据权利要求3所述的电机控制系统，其中在使所述电机控制系统以所述VFD模式操作时，所述控制器被编程为：

在所述第一位置操作所述旁路继电器单元以将所述整流器电路耦接到所述逆变器；以及

在关闭状态下操作所述隔离接触器单元以将所述逆变器连接到所述负载。

5.根据权利要求4所述的电机控制系统，其中所述控制器操作地耦接到所述逆变器，其中所述控制器被编程为经由脉冲宽度调制(PWM)技术来控制所述逆变器中的所述多个开关，以在所述VFD操作模式期间向所述负载提供所述三相AC输出功率。

6.根据权利要求3所述的电机控制系统，其中在使所述电机控制系统以所述旁路模式操作时，所述控制器被编程为：

在所述第二位置操作所述旁路继电器单元以将所述整流器电路耦接到所述旁路路径；以及

在打开状态下操作所述隔离接触器单元，以将所述逆变器与所述负载隔离。

7.根据权利要求6所述的电机控制系统，其中所述控制器操作地耦接到所述整流器电路和所述逆变器，其中所述控制器被编程为：

在关断状态下控制所述逆变器中的所述多个开关，以阻止电流流过所述逆变器；以及

控制所述相脚中的每一个相脚上的所述下部开关单元，以便限制到所述负载的电压并提供所述负载的软起动。

8.根据权利要求7所述的电机控制系统，其中在控制所述相脚中的每一个相脚上的所述下部开关单元时，所述控制器被编程为经由电压缺口控制技术使所述下部开关单元换向。

9.根据权利要求1所述的电机控制系统，其中每个旁路继电器包括单刀双掷(SPDT)继电器。

10.根据权利要求1所述的电机控制系统，其中所述上部开关单元和所述下部开关单元中的每一者包括一对单向导电的固态半导体开关。