[發明專利]變頻器的啟動

有效

• 申請號: 200910143068.4
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101567623A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·多克塔爾;亞科·奧利拉;斯特凡·斯特蘭德堡
• 申請（專利權）人: 偉肯(蘇州)電氣傳動有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃澤雄;崔 華

技術領域

本發明涉及用于當其轉子在啟動過程中旋轉的永久磁鐵電動機連接到變頻器時，啟動所述變頻器的方法和裝置。所述方法和裝置尤其涉及變頻器，所述變頻器的電流變換器位于DC中間電路中并且所述變頻器的對于三相逆變橋上分支的轉換開關的驅動功率通過所謂的自舉方法輸入。?

背景技術

尤其通過低功率變頻器，市場的競爭形勢使得有必要尋求一種獲得需要性能同時盡可能最簡單并具有成本效益的技術方案。例如，能夠利用DC中間電路中的僅一個電流變換器而不是根據FI?116337或FI?119493設置的輸出相中的三個電流變換器測量電動機電流。類似地，在沒有電隔離而不是電隔離功率輸入電路的情況下從下分支電位利用在美國專利5408150中公知的所謂自舉耦合(bootstrap?coupling)輸入上分支的可控轉換開關的驅動功率。?

由于低功率應用中的低成本和可精確調節的旋轉速度，具有永久磁鐵轉子的電動機近來變得越來越普遍。(永久磁鐵電動機本質上是同步電動機，沒有轉差，不像最普通的電動機類型，短路電動機)。變頻器公知是調節旋轉速度最有利的方式。?

在某些情況下，甚至在耦合的變頻器處于停止狀態的情況下電動機能夠旋轉。例如，在空調裝置的應用中，弱重力空氣流能夠產生用于旋轉位于空氣管道中風扇的力。以如幾個電動機旋轉長傳送帶一樣的方式，其具有的變頻器由于某些原因已經停止的電動機旋轉。永久磁鐵電動機的端電壓公知與所述旋轉速度直接成比例。?

當變頻器上分支的轉換開關的驅動功率通過自舉方法供應時，通過首先將下分支轉換開關切換成導通以向所述上分支提供控制電壓來啟動操作。當耦合到所述變頻器的永久磁鐵電動機旋轉時，可能導致相間短路，當僅利用位于DC中間電路中的一個變換器測量所述電動機電流時，這種類型的短路電流根本不能保證被發現，從而可能導致設備的損壞。?

旋轉電動機的變頻器的啟動通常需要特別的測量以防止未受控制的過載電流脈沖。例如專利FI?113106公開了一種方法，其中在啟動之前利用電流測量確定相電壓，使得變頻器的輸出電壓有可能與所述旋轉電動機的電壓同步。然而，所述方法需要測量至少兩個輸出相中的電流，因此對于變頻器不會傾向于僅通過DC中間電路中的一個電流測量。公知一種方案，其中輸出電壓測量電路已經被包括在變頻器中，這自然會產生額外的費用。?

發明內容

本發明的目的是獲得變頻器的一種新的啟動方法，該方法能夠避免上述的缺點并且能夠使得具有一個DC電流變換器和提供到旋轉永久電磁電動機的上分支自舉驅動電源的變頻器安全啟動。通過本發明的獨立權利要求的特征部分描述的方法和裝置實現該目的。本發明其他優選的實施例被從屬權利要求覆蓋。?

在本發明的所述方法中，在三相逆變橋的下分支中的一個轉換開關被控制成短時間的導通狀態，例如200μs。所述時間如此短以至于有可能旋轉的永久磁鐵電動機的短路電流沒有時間增加到危險程度，然而在電流測量方面所述時間足夠長。當所述轉換開關被返回到非導通狀態時，公知的任意感應短路電流將流過上分支的對應的零二極管并且通過DC中間電路的電容器和所述下分支中的其他相的零二極管(zero?diode)返回到所述電動機。因此，電流的路徑通過設置在DC中間電路中的電流變換器，從所述電流變換器所述裝置的控制系統接收關于短路電流的信息，所述信息還是耦合到變頻器的電動機旋轉的指示。?

根據本發明，上述控制脈沖持續期望的時間，這樣還會產生關于電動機旋轉速度的信息；當所述相電流為正時，電流脈沖是流動(flowing)?的，然而在負間隔期間沒有電流脈沖。相應地，當控制脈沖被發送到每個相，或至少兩個相時，產生關于相序的信息，也就是，旋轉的方向。?

本發明使得安全啟動具有變頻器的旋轉永久磁鐵電動機成為可能，由于與成本相關的原因，所述變頻器的電流測量和轉換開關驅動電源方案在技術上受限。?

附圖說明

下面參考附圖對本發明進行更詳細的說明，其中：?

圖1示出了使用的變頻器和設置在中間電路中的電流變換器的主電路；?

圖2示出了轉換開關驅動電源方案；?

圖3示出了三相系統的電壓；?

圖4示出了變頻器中短路電流的路徑；?

圖5示出了短路電流和下分支轉換控制；和?

圖6示出了在整個相期間的短路電流。?

具體實施方式