[發明專利]一種變頻器母線短路保護裝置和保護方法

在審

• 申請號: 201910979256.4
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN112670961A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張江濤;喻杰;沈開雄;劉忠杰;馬騰飛
• 申請（專利權）人: 麥克維爾空調制冷（武漢）有限公司
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;H02M7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

1.一種變頻器母線短路保護裝置，其特征在于：包括設置在變頻器中的母線短路檢測模塊、分勵脫扣器和斷路器；變頻器包括依次串聯的整流模塊、上電緩沖模塊、儲能濾波模塊和逆變模塊，母線短路檢測模塊通過檢測輸入端并聯在儲能濾波模塊的直流母線的正端和負端之間，用于檢測直流母線的正端和負端之間的電壓并判斷是否發生短路；母線短路檢測模塊通過信號輸出端分別與分勵脫扣器KT1和上電緩沖模塊的接觸器KM1的信號輸入端連接，用于發送斷開信號；分勵脫扣器KT1通過傳動機構與斷路器連接，用于在收到斷開信號時分斷斷路器；斷路器包括進線斷路器QF1和第二斷路器QF2，或斷路器包括進線斷路器QF1；進線斷路器QF1的觸點串聯在變頻器的進線三相交流電源主回路中，第二斷路器QF2的觸點串聯在變頻器的直流母線回路中，用于通過斷開斷路器觸點從而斷開流過變頻器的直流母線的電流；接觸器KM1并聯在上電緩沖電阻R1的兩端，用于上電充電完成時閉合觸點旁路上電緩沖電阻R1和在收到斷開信號時斷開觸點，從而斷開流過變頻器的直流母線的電流；母線短路檢測模塊包括第一采樣電路M1、第二采樣電路M2和控制電路；第一采樣電路M1和第二采樣電路M2的檢測輸入端分別并聯在變頻器的儲能濾波模塊的第一串聯電容C1和第二串聯電容C2的兩端，第一采樣電路M1和第二采樣電路M2的信號輸出端分別與控制電路的信號輸入端連接，用于采樣儲能濾波電容兩端的電壓、轉換為低壓模擬信號并發送給控制電路，控制電路用于預設短路閥值電壓和短路閥值時間、判斷短路狀態和發送斷開信號。

2.根據權利要求1所述的一種變頻器母線短路保護裝置，其特征在于：第二斷路器QF2與上電緩沖電阻R1依次串聯在變頻器的上電緩沖模塊的直流母線的正端，分勵脫扣器KT1通過傳動機構與第二斷路器QF2連接，用于接收母線短路檢測模塊發送的保護信號PC、分斷第二斷路器QF2從而斷開流過上電緩沖電阻R1的電流；接觸器KM1的觸點并聯在第二斷路器QF2與上電緩沖電阻R1的串聯電路的兩端，接觸器KM1用于接收母線短路檢測模塊發送的接觸器信號CC并斷開接觸器KM1的觸點。

3.根據權利要求1所述的一種變頻器母線短路保護裝置，其特征在于：進線斷路器QF1包括分別串聯在變頻器的三相輸入電源線L1、L2、L3上的聯動通斷的三個開關，分勵脫扣器KT1通過傳動機構與進線斷路器QF1連接，分勵脫扣器KT1用于接收母線短路檢測模塊發送的保護信號PC、分斷進線斷路器QF1從而斷開變頻器的三相輸入電源，最終斷開流過變頻器直流母線的電流。

4.基于權利要求1到3中任意一項所述的一種變頻器母線短路保護裝置的保護方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：在母線短路檢測模塊的控制電路中預設短路閥值電壓U_S和短路閥值時間T_S；

S2：第一采樣電路M1檢測第一串聯電容C1得到電壓U_C1、轉換為模擬量信號U₁并發送給控制電路；第二采樣電路M2檢測第二串聯電容C2得到電壓U_C2、轉換為模擬量信號U₂并發送給控制電路；控制電路記錄電壓的持續時間T；

S3：控制電路判斷是否發生短路，若未發生短路則執行步驟S2；若發生短路則發送斷開信號使保護裝置完成相應動作并執行步驟S4；

S4：控制電路判斷短路故障是否消除；若短路故障未消除則持續發出斷開信號；若短路故障消除則停止發出斷開信號，執行步驟S2。