[發明專利]變頻器軟啟動電路和包含該電路的變頻器

有效

• 申請號: 201610458268.9
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107528460B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 戴訓江;王建淵
• 申請（專利權）人: 博世力士樂（西安）電子傳動與控制有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02H7/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;杜荔南

本發明涉及電力電子技術，特別涉及一種具有診斷和保護功能的變頻器軟啟動電路以及包含該電路的變頻器。按照本發明一個實施例的變頻器軟啟動電路包含：微控制器；軟啟動電阻器；繼電器；溫度檢測單元；觸點狀態監測單元，其中，所述微處理器被配置為執行下列操作：如果基于所述溫度檢測單元的檢測信號確定所述軟啟動電阻器的溫度大于第一閾值，或者如果所述監測信號指示所述繼電器處于異常狀態，則使變頻器停止工作。

技術領域

本發明涉及電力電子技術，特別涉及一種具有診斷和保護功能的變頻器軟啟動電路以及包含該電路的變頻器。

背景技術

變頻器是應用變頻技術，通過改變電機工作頻率的方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流濾波單元、逆變單元、驅動單元和控制單元等組成。變頻器通過控制內部的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的開斷，向電機提供所需的電壓和頻率。

變頻器一般內置軟啟動電路，其被耦合在變頻器的整流單元與逆變單元之間以在啟動時限制進入直流鏈路電容器的浪涌電流。這種軟啟動電路一般包括并聯連接的軟啟動電阻器和繼電器，其工作原理是，當變頻器啟動時，繼電器處于斷開狀態，整流單元的輸出電流經軟啟動電阻器對直流鏈路電容器充電，此時軟啟動電阻器起著限流作用；當直流鏈路電容器的電壓達到或者接近直流母線的正常工作電壓時，驅動電路將驅動繼電器進入觸點閉合狀態，此時由繼電器觸點連接直流母線和直流電容，從而維持直流鏈路電容器供電的連續性。

但是現有技術的軟啟動電路存在諸多缺點。例如，在軟啟動過程中，流經軟啟動電阻器的電流會產生溫升，如果溫升過大或者軟啟動電阻器在短時間內反復啟動，都有可能導致電阻器受損或燒毀，給后續的變頻器啟動帶來安全隱患。又如，驅動電路或控制單元的故障將使得繼電器在軟啟動過程結束后無法進入觸點閉合狀態，因此整流單元的輸出電流持續流經軟啟動電阻器，這對于電阻器而言是致命的。再者，如果繼電器觸點由于磨損、拉弧而永久性地粘連在一起或者在變頻器斷電重啟時繼電器仍然處于閉合狀態，則軟啟動電阻器將被旁路，啟動過程中的巨大電流將損壞前端的整流單元和后端的直流鏈路電容器。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有診斷和保護功能的變頻器軟啟動電路，其具有實現成本低和可靠性高等優點。

按照本發明一個方面的具有診斷和保護功能的變頻器軟啟動電路包含：

微控制器；

軟啟動電阻器，其耦合在變頻器的整流單元與直流充電電容器之間；

繼電器，其觸點分別與變頻器的整流單元和直流充電電容器耦合；

與所述微控制器耦合的溫度檢測單元，其被配置為測量所述軟啟動電阻器的溫度；

與所述微控制器耦合的觸點狀態監測單元，其被配置為根據所述繼電器的觸點處的電壓生成相應的監測信號，所述監測信號指示觸點處于正常狀態還是異常狀態以及處于異常狀態時的故障類型，

其中，所述微處理器被配置為執行下列操作：

如果基于所述溫度檢測單元的檢測信號確定所述軟啟動電阻器的溫度大于第一閾值，或者如果所述監測信號指示所述繼電器處于異常狀態，則使變頻器停止工作。

在上述變頻器軟啟動電路中，通過引入針對軟啟動電阻器的溫度檢測單元和針對繼電器的觸點狀態監測單元，能夠及時診斷各種類型的故障并且作出相應的響應操作。

優選地，在上述變頻器軟啟動電路中，通過斷電變頻器或者關閉逆變器單元使變頻器停止工作。

優選地，在上述變頻器軟啟動電路中，所述微控制器進一步配置為執行下列操作：如果所述變頻器軟啟動電路相鄰兩次的啟動時間間隔小于第二閾值，則禁止所述變頻器軟啟動電路的本次啟動。更好地，所述第二閾值由下列方式確定：

τ＝-ln(1-θ_i/θ_p)*ζ