專利名稱：一種為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電方法，更具體地說，涉及一種為電力電子設(shè)備母線電容放電 的方法，保證電力電子設(shè)備母線電容滿足放電的安規(guī)要求。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，大型電力電子設(shè)備在各行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，電力電 子設(shè)備的功率等級(jí)和功率密度越來越高，對(duì)電力電子設(shè)備的安規(guī)要求也越來越嚴(yán)格。 IEC61800-5-1規(guī)定，電源切斷后，電力電子設(shè)備任何殘余電壓高于60V的外露可導(dǎo)電部分， 都應(yīng)當(dāng)在5分鐘之內(nèi)放電到60V或60V以下。上述安規(guī)要求必須采用相應(yīng)的放電電路來滿足。對(duì)于發(fā)電設(shè)備而言，母線電容電壓即為發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)的電壓，因此，對(duì)發(fā)電設(shè)備的 母線電容進(jìn)行放電，即可使發(fā)電設(shè)備滿足上述安規(guī)要求。現(xiàn)有大型電力電子設(shè)備的母線電容放電主要是采用在母線電容正負(fù)極之間并聯(lián) 功率電阻。系統(tǒng)停機(jī)后，母線電容上的能量通過并聯(lián)的功率電阻消耗，使母線電壓逐漸下降 到安規(guī)規(guī)定的電壓以下。上述現(xiàn)有的放電電路存在如下問題1、功率電阻同時(shí)也連接在正負(fù)母線之間，在系統(tǒng)正常工作時(shí)，功率電阻損耗較大， 發(fā)熱嚴(yán)重，造成較大系統(tǒng)能量損失；2、隨著母線電容容量的不斷增加，母線電壓幅值不斷提高，為了滿足安規(guī)要求，功 率電阻的阻值越來越小，使流經(jīng)功率電阻的電流越來越大，導(dǎo)致系統(tǒng)功耗越來越大，同時(shí)， 為滿足電阻體積限制條件、放電時(shí)間和功耗條件，功率電阻設(shè)計(jì)變得越來越困難；3、功率電阻成為整機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)固定熱源，增大了整機(jī)系統(tǒng)的熱負(fù)荷，給整機(jī)系 統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)增加了負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法， 克服現(xiàn)有技術(shù)中放電電路功率電阻帶來的系統(tǒng)功率損失大、增加系統(tǒng)散熱負(fù)荷和功率電阻 設(shè)計(jì)困難等缺陷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種為電力電子設(shè)備母線電容 放電的方法，基于如下電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該電路結(jié)構(gòu)包括控制器、撬棒電路和順序連接的網(wǎng)側(cè) 變流器、母線電容和機(jī)側(cè)變流器，該控制器分別與該網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器控制連接，該 撬棒電路連接在所述機(jī)側(cè)變流器側(cè)或連接在所述網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器之間，所述撬棒 電路包括相互連接的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路和耗能電阻；其特征在于當(dāng)所述撬棒電路連接在所述機(jī)側(cè)變流器側(cè)時(shí)，所述放電方法包括如下步驟SA1、所述控制器檢測(cè)網(wǎng)側(cè)變流器狀態(tài)、機(jī)側(cè)變流器狀態(tài)、母線電容電壓和有無開 機(jī)信號(hào)，當(dāng)所述控制器檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器處于停機(jī)狀態(tài)、母線電容電壓大于安全電壓且無開機(jī)信號(hào)時(shí)，該控制器向所述機(jī)側(cè)變流器發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)使該機(jī)側(cè)變流器處于 逆變狀態(tài)；該控制器向所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬棒電路的開關(guān)電 路動(dòng)作，將耗能電阻切入；SA2、所述控制器檢測(cè)母線電壓，當(dāng)該控制器檢測(cè)到母線電容電壓小于或等于安全 電壓，該控制器停止發(fā)出給所述機(jī)側(cè)變流器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和給所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使該機(jī)側(cè)變流器結(jié)束逆變狀態(tài)、該撬棒電路停止工作；當(dāng)所述撬棒電路連接在所述網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器之間時(shí)，所述放電方法包括 如下步驟SB1、所述控制器檢測(cè)網(wǎng)側(cè)變流器狀態(tài)、機(jī)側(cè)變流器狀態(tài)、母線電容電壓和有無開 機(jī)信號(hào)，當(dāng)所述控制器檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器處于停機(jī)狀態(tài)、母線電容電壓大于 安全電壓且無開機(jī)信號(hào)時(shí)，該控制器向所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬 棒電路的開關(guān)電路動(dòng)作，將耗能電阻切入；SB2、所述控制器檢測(cè)母線電壓，當(dāng)該控制器檢測(cè)到母線電容電壓小于或等于安全 電壓，該控制器停止發(fā)出給所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使該撬棒電路停止工作。在本發(fā)明的為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法中，當(dāng)所述撬棒電路連接在所述 機(jī)側(cè)變流器側(cè)時(shí)，在所述步驟SAl中，包括所述控制器記錄所述撬棒電路由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變 為工作狀態(tài)時(shí)刻的時(shí)間Tl，在所述步驟SA2中，包括所述控制器記錄所述撬棒電路由工作 狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間T2 ；包括步驟SA3、所述控制器計(jì)算T2-T1得到母線電容的 放電時(shí)間并輸出該放電時(shí)間；或當(dāng)所述撬棒電路連接在所述網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器之間時(shí)，在所述步驟SBl 中，包括所述控制器記錄所述撬棒電路由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間T3，在所述 步驟SB2中，包括所述控制器記錄所述撬棒電路由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間 T4 ；包括步驟SB3、所述控制器計(jì)算T4-T3得到母線電容的放電時(shí)間并輸出該放電時(shí)間。實(shí)施本發(fā)明的為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效 果是1.利用電力電子設(shè)備自帶的撬棒電路進(jìn)行母線電容放電，放電可以在幾百毫秒內(nèi) 完成，放電迅速，滿足IEC61800-5-1安規(guī)要求，同時(shí)電力電子設(shè)備電路不需要設(shè)置專用放 電電路，成本低，空間??；2.撬棒電路僅在系統(tǒng)停機(jī)瞬間動(dòng)作，不會(huì)因持續(xù)功耗發(fā)熱給整機(jī)系統(tǒng)帶來額外的 熱負(fù)荷，對(duì)整機(jī)散熱設(shè)計(jì)更加有利；3.實(shí)施僅需對(duì)系統(tǒng)控制器內(nèi)置相應(yīng)控制軟件即可，簡(jiǎn)潔方便。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法實(shí)施例一中的電路圖。圖2是本發(fā)明為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法實(shí)施例一的流程圖。圖3是本發(fā)明為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法實(shí)施例二中的電路圖。圖4是本發(fā)明為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法實(shí)施例二的流程圖。
圖5是本發(fā)明為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法中撬棒電路的放大圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一如圖1、圖2、圖5所示，本發(fā)明的電力電子設(shè)備母線電容放電方法基于如下電路結(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)包括控制器70、撬棒電路30和順序連接的網(wǎng)側(cè)變流器60、母線電容50和 機(jī)側(cè)變流器40?？刂破?0分別與網(wǎng)側(cè)變流器60和機(jī)側(cè)變流器40控制連接。撬棒電路30連接在機(jī)側(cè)變流器40側(cè)，包括依次連接的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路120，開關(guān)電 路100和耗能電阻90。驅(qū)動(dòng)電路120與控制器70控制連接。母線電容放電方法包括如下步驟第一步、控制器70檢測(cè)網(wǎng)側(cè)變流器60的狀態(tài)、機(jī)側(cè)變流器40的狀態(tài)、母線電容 50的電壓和有無開機(jī)信號(hào)，當(dāng)控制器70檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)變流器60和機(jī)側(cè)變流器40處于停機(jī) 狀態(tài)、母線電容50的電壓大于安全電壓并且未檢測(cè)到開機(jī)信號(hào)時(shí)，控制器70向機(jī)側(cè)變流器 40發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使機(jī)側(cè)變流器40處于逆變狀態(tài)；控制器70向撬棒電路30的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電 路120發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬棒電路30的開關(guān)電路100動(dòng)作，將耗能電阻90切入；此時(shí)，母線 電容50通過機(jī)側(cè)變流器40與撬棒電路30構(gòu)成回路，母線電容50的能量通過耗能電阻90 得到快速釋放。第二步、控制器70檢測(cè)母線電壓，當(dāng)控制器70檢測(cè)母線電容電壓下降到安全電壓 (該安全電壓內(nèi)置在控制器70中)或安全電壓以下時(shí)，控制器70停止發(fā)出給機(jī)側(cè)變流器 40的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和給撬棒電路30的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路120的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使機(jī)側(cè)變流器40結(jié)束逆 變狀態(tài)、撬棒電路30停止工作。此時(shí)母線電容50放電過程結(jié)束。在其它實(shí)施例中，為了方便操作人員掌握母線電容的放電時(shí)間，本發(fā)明的電力電 子設(shè)備母線電容放電方法還包括在上述第一步中，包括控制器70記錄撬棒電路30由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)時(shí) 刻的時(shí)間Tl，在上述第二步中，包括控制器70記錄撬棒電路30由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài) 時(shí)刻的時(shí)間T2 ；包括步驟第三步、控制器70計(jì)算T2-T1得到母線電容的放電時(shí)間并輸出該 放電時(shí)間。輸出方式包括但不限于以語音信息方式輸出、以顯示信息方式輸出或以攜帶放 電時(shí)間信息的信號(hào)發(fā)送方式(如發(fā)出攜帶放電時(shí)間的短信等方式)輸出等。實(shí)施例二如圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明的電力電子設(shè)備母線電容放電方法基于如下電路結(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)包括控制器70、撬棒電路30和順序連接的網(wǎng)側(cè)變流器60、母線電容50和 機(jī)側(cè)變流器40。控制器70分別與網(wǎng)側(cè)變流器60和機(jī)側(cè)變流器40控制連接。撬棒電路30連接在網(wǎng)側(cè)變流器60和機(jī)側(cè)變流器40之間，包括依次連接的內(nèi)部驅(qū) 動(dòng)電路120，開關(guān)電路100和耗能電阻90。驅(qū)動(dòng)電路120與控制器70控制連接。母線電容放電方法包括如下步驟第一步、控制器70檢測(cè)網(wǎng)側(cè)變流器60的狀態(tài)、機(jī)側(cè)變流器40的狀態(tài)、母線電容50 的電壓和有無開機(jī)信號(hào)，當(dāng)控制器70檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)變流器60和機(jī)側(cè)變流器40處于停機(jī)狀態(tài)、母線電容50的電壓大于安全電壓并且未檢測(cè)到開機(jī)信號(hào)時(shí)，控制器70向撬棒電路30 的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路120發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬棒電路30的開關(guān)電路100動(dòng)作，將耗能電阻90切 入；此時(shí)，母線電容50通過撬棒電路30構(gòu)成回路，母線電容50的能量通過耗能電阻90得 到快速釋放。第二步、控制器70檢測(cè)母線電壓，當(dāng)控制器70檢測(cè)母線電容電壓下降到安全電壓 (該安全電壓內(nèi)置在控制器70中)或安全電壓以下時(shí)，控制器70停止發(fā)出給撬棒電路30 的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路120的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬棒電路30停止工作。此時(shí)母線電容50放電過程結(jié)
束ο在其它實(shí)施例中，為了方便操作人員掌握母線電容的放電時(shí)間，本發(fā)明的電力電 子設(shè)備母線電容放電方法還包括在上述第一步中，包括控制器70記錄撬棒電路30由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)時(shí) 刻的時(shí)間T3，在上述第二步中，包括控制器70記錄撬棒電路30由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài) 時(shí)刻的時(shí)間T4 ；包括步驟第三步、控制器70計(jì)算T4-T3得到母線電容的放電時(shí)間并輸出該 放電時(shí)間。輸出方式包括但不限于以語音信息方式輸出、以顯示信息方式輸出或以攜帶放 電時(shí)間信息的信號(hào)發(fā)送方式(如發(fā)出攜帶放電時(shí)間的短信等方式)輸出等。
權(quán)利要求
一種為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法，基于如下電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該電路結(jié)構(gòu)包括控制器、撬棒電路和順序連接的網(wǎng)側(cè)變流器、母線電容和機(jī)側(cè)變流器，該控制器分別與該網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器控制連接，該撬棒電路連接在所述機(jī)側(cè)變流器側(cè)或連接在所述網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器之間，所述撬棒電路包括相互連接的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路和耗能電阻；其特征在于當(dāng)所述撬棒電路連接在所述機(jī)側(cè)變流器側(cè)時(shí)，所述放電方法包括如下步驟SA1、所述控制器檢測(cè)網(wǎng)側(cè)變流器狀態(tài)、機(jī)側(cè)變流器狀態(tài)、母線電容電壓和有無開機(jī)信號(hào)，當(dāng)所述控制器檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器處于停機(jī)狀態(tài)、母線電容電壓大于安全電壓且無開機(jī)信號(hào)時(shí)，該控制器向所述機(jī)側(cè)變流器發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)使該機(jī)側(cè)變流器處于逆變狀態(tài)；該控制器向所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬棒電路的開關(guān)電路動(dòng)作，將耗能電阻切入；SA2、所述控制器檢測(cè)母線電壓，當(dāng)該控制器檢測(cè)到母線電容電壓小于或等于安全電壓，該控制器停止發(fā)出給所述機(jī)側(cè)變流器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和給所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使該機(jī)側(cè)變流器結(jié)束逆變狀態(tài)、該撬棒電路停止工作；當(dāng)所述撬棒電路連接在所述網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器之間時(shí)，所述放電方法包括如下步驟SB1、所述控制器檢測(cè)網(wǎng)側(cè)變流器狀態(tài)、機(jī)側(cè)變流器狀態(tài)、母線電容電壓和有無開機(jī)信號(hào)，當(dāng)所述控制器檢測(cè)到網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器處于停機(jī)狀態(tài)、母線電容電壓大于安全電壓且無開機(jī)信號(hào)時(shí)，該控制器向所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使撬棒電路的開關(guān)電路動(dòng)作，將耗能電阻切入；SB2、所述控制器檢測(cè)母線電壓，當(dāng)該控制器檢測(cè)到母線電容電壓小于或等于安全電壓，該控制器停止發(fā)出給所述撬棒電路的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使該撬棒電路停止工作。
2.如權(quán)利要求1所述的為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法，其特征在于，當(dāng)所述 撬棒電路連接在所述機(jī)側(cè)變流器側(cè)時(shí)，在所述步驟SAl中，包括所述控制器記錄所述撬棒 電路由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間Tl，在所述步驟SA2中，包括所述控制器記錄 所述撬棒電路由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間T2 ；包括步驟SA3、所述控制器計(jì)算 T2-T1得到母線電容的放電時(shí)間并輸出該放電時(shí)間；或當(dāng)所述撬棒電路連接在所述網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器之間時(shí)，在所述步驟SBl中， 包括所述控制器記錄所述撬棒電路由停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間T3，在所述步驟 SB2中，包括所述控制器記錄所述撬棒電路由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)時(shí)刻的時(shí)間T4 ；包 括步驟SB3、所述控制器計(jì)算T4-T3得到母線電容的放電時(shí)間并輸出該放電時(shí)間。
全文摘要
一種為電力電子設(shè)備母線電容放電的方法，基于如下電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該電路結(jié)構(gòu)包括控制器、撬棒電路和順序連接的網(wǎng)側(cè)變流器、母線電容和機(jī)側(cè)變流器，控制器與網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器控制連接，撬棒電路連接在機(jī)側(cè)變流器側(cè)或網(wǎng)側(cè)變流器與機(jī)側(cè)變流器之間、包括內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路和耗能電阻；放電方法通過控制器檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，在系統(tǒng)停機(jī)時(shí)向機(jī)側(cè)變流器和或內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使機(jī)側(cè)變流器處于逆變狀態(tài)和或開關(guān)電路動(dòng)作將耗能電阻切入，母線電壓下降到安全電壓時(shí)停止發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使機(jī)側(cè)變流器和撬棒電路停止工作。本發(fā)明放電迅速，勿需設(shè)置專用放電電路，成本低，空間省，且無持續(xù)功耗發(fā)熱，對(duì)整機(jī)散熱設(shè)計(jì)更加有利，同時(shí)實(shí)施簡(jiǎn)潔方便。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101976861SQ20101029464
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者宋健波, 廖榮輝, 王云杰 申請(qǐng)人:深圳市禾望電氣有限公司