用于電力變換器的輸入保護(hù)的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力變換器。更具體地，本發(fā)明涉及用于電力變換器的輸入保護(hù)的設(shè)備和方法，諸如DC-DC變換器、AC-DC變換器、DC-AC逆變器、可變頻率驅(qū)動(dòng)器、和其他類似電力變換器。
【背景技術(shù)】

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在該發(fā)明的第一方面中，提供了一種電力變換器，包括輸入信號(hào)終端、第一輸出信號(hào)終端處的第一輸出信號(hào)、和控制器。該控制器適于:(a)將該第一輸出信號(hào)從第一值切換到第二值，(b)作為時(shí)間的函數(shù)來(lái)測(cè)量該輸入信號(hào)終端處的電壓，(C)如果在該第一輸出信號(hào)已從第一值切換到第二值之后的第一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)、測(cè)量的電壓落到預(yù)定值之下，則將標(biāo)記設(shè)置為第一標(biāo)記值，(d)如果在該第一輸出信號(hào)已從第一值切換到第二值之后的第一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)、測(cè)量的電壓沒(méi)有落到預(yù)定值之下，則將標(biāo)記設(shè)置為第二標(biāo)記值，和(e)在存儲(chǔ)器中保存該標(biāo)記。
[0003]在該發(fā)明的第二方面中，提供了一種用于操作電力變換器的方法，該電力變換器包括輸入信號(hào)終端、第一輸出信號(hào)終端和第二輸出信號(hào)終端。該方法包括:(a)在該第一輸出信號(hào)終端處提供第一輸出信號(hào)，(b)將該第一輸出信號(hào)從第一值切換到第二值，作為時(shí)間的函數(shù)來(lái)測(cè)量該輸入信號(hào)終端處的電壓，(C)如果在該第一輸出信號(hào)已從第一值切換到第二值之后的第一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)、測(cè)量的電壓落到預(yù)定值之下，則將標(biāo)記設(shè)置為第一標(biāo)記值，(d)如果在該第一輸出信號(hào)已從第一值切換到第二值之后的第一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)、測(cè)量的電壓沒(méi)有落到預(yù)定值之下，則將標(biāo)記設(shè)置為第二標(biāo)記值，和(e)在存儲(chǔ)器中保存該標(biāo)記。
[0004]通過(guò)以下詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的其他特征和方面將變得更充分清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0005]根據(jù)結(jié)合下圖考慮的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征能更清楚地理解，其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件，并且其中:
[0006]圖1是根據(jù)該發(fā)明的包括電力變換器的示例實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖；
[0007]圖2是根據(jù)該發(fā)明的示例測(cè)試處理的流程圖；和
[0008]圖3是根據(jù)該發(fā)明的示例驅(qū)動(dòng)故障處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]諸如DC-DC變換器、AC-DC變換器、DC-AC逆變器、可變頻率驅(qū)動(dòng)器(“VFD”)、或其他類似電力變換器的電力變換器典型地安裝有輸入保護(hù)裝置(例如，電路斷路器)，所述輸入保護(hù)裝置被設(shè)計(jì)為在某些條件(例如，短路、過(guò)流等)下中斷或切斷來(lái)自電力變換器的電力。一些輸入保護(hù)裝置包括控制輸入，其可耦接到電控制信號(hào)，以即使還沒(méi)有發(fā)生短路或過(guò)流條件，也使得輸入保護(hù)裝置開路，并切斷來(lái)自受保護(hù)電路的電力。
[0010]由此，一些電力變換器提供控制信號(hào)輸出，其被規(guī)定為連接到輸入保護(hù)裝置的控制輸入，并且在電力變換器中的預(yù)定條件下可被觸發(fā)。例如，在VFD中，該預(yù)定條件可以是災(zāi)難性內(nèi)部失靈，諸如VFD中的過(guò)分電力損耗、到VFD的反應(yīng)輸入電流的過(guò)分級(jí)別、VFD內(nèi)的電弧放電(arcing)等。
[0011]不幸的是，一些安裝者可能沒(méi)有正確利用VFD安裝保護(hù)裝置。例如，缺乏經(jīng)驗(yàn)的安裝者可能沒(méi)有安裝任何輸入保護(hù)裝置，可安裝不包括控制輸入的不正確類型的輸入保護(hù)裝置，或者可以不將VFD的控制信號(hào)輸出連接到輸入保護(hù)裝置的控制輸入。
[0012]此外，即使初始正確安裝了輸入保護(hù)裝置，但是作為隨后篡改的結(jié)果，VFD的控制信號(hào)輸出可變得從輸入保護(hù)裝置的控制輸入切斷。在這樣的情況下，VFD不能控制輸入保護(hù)裝置，并由此不能從電源切斷VFD。
[0013]為了客服這些問(wèn)題，根據(jù)該發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供包括輸入保護(hù)測(cè)試功能和驅(qū)動(dòng)故障功能的VFD?？捎捎脩粼谌魏螘r(shí)間開啟的輸入保護(hù)測(cè)試功能執(zhí)行測(cè)試以使得該輸入保護(hù)裝置開路，以從VFD切斷電力。驅(qū)動(dòng)運(yùn)行禁止(“DRI”)標(biāo)記基于測(cè)試結(jié)果(例如，合格=FALSE (假)，并且失敗=TRUE (真))來(lái)設(shè)置，并被保存在非易失性存儲(chǔ)器中。僅當(dāng)保存的DRI標(biāo)記值為假時(shí)，才允許VFD運(yùn)行，而如果保存的DRI標(biāo)記值為真，則不允許VFD運(yùn)行。在這方面，僅當(dāng)VFD能使得輸入保護(hù)裝置開路以切斷到VFD的電力時(shí)，VFD可操作。
[0014]可在發(fā)生VFD中的預(yù)定條件時(shí)(例如，VFD中的災(zāi)難性內(nèi)部失靈，諸如過(guò)分電力損耗、反應(yīng)輸入電流的過(guò)分級(jí)別、內(nèi)部電弧放電、或一些其他條件)開啟驅(qū)動(dòng)故障功能。驅(qū)動(dòng)故障功能還執(zhí)行上述測(cè)試，以使得輸入保護(hù)裝置開路以切斷來(lái)自VFD的電力，并且還在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)DRI標(biāo)記。另外，如果測(cè)試失敗，則VFD使得上游輸入保護(hù)裝置開路以切斷到VFD的電力。
[0015]為了簡(jiǎn)明，剩余文本將描述所發(fā)明的使用VFD電力變換器的方法和設(shè)備。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可與其他電力變換器(諸如DC-DC變換器、AC-DC變換器、DC-AC逆變器、或其他類似電力變換器)一起使用所發(fā)明的方法和設(shè)備。
[0016]現(xiàn)在參考圖1，描述根據(jù)該發(fā)明的包括VFD的示例系統(tǒng)。具體地，系統(tǒng)10包括VFD12,AC電源14、第一電路斷路器16、第二電路斷路器18和AC電動(dòng)機(jī)2。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，系統(tǒng)10可包括除了圖1中圖示的組件之外的組件或連同圖1中圖示的組件的組件。
[0017]AC電源14可以是電氣設(shè)施、發(fā)電機(jī)、或其他類似的AC電源。在圖示的實(shí)施例中，AC電源14提供三相(Φ1-Φ3)電力。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解AC電源14作為選擇可提供一相、兩相或多于三相電力。
[0018]第一電路斷路器16和第二電路斷路器18中的每一個(gè)可包括跳閘機(jī)構(gòu)，其響應(yīng)于過(guò)流或短路故障使得電觸頭(未示出)開路，以停止電流向VFD 12和AC電動(dòng)機(jī)20的流動(dòng)。另外，第一電路斷路器16包括控制輸入終端22，適于當(dāng)控制輸入終端22處的電信號(hào)從第一值(例如，OV或“斷開”)切換到第二值(例如，5V或“接通”)時(shí)，促使該跳閘機(jī)構(gòu)將第一電路斷路器16中的電觸頭開路。同樣，第二電路斷路器18包括控制輸入終端24，適于當(dāng)控制輸入終端22處的電信號(hào)從第一值切換到第二值時(shí)，促使該跳閘機(jī)構(gòu)將第二電路斷路器18中的電觸頭開路。
[0019]例如，第一電路斷路器16和第二電路斷路器18中的每一個(gè)可以是SiemensIndustry, Inc.，Wendell, NC的類型GMSG真空電路斷路器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可使用其他電路斷路器，并且第一電路斷路器16和第二電路斷路器18兩者可以是相同類型的電路斷路器，或者可以是不同類型的電路斷路器。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，第一電路斷路器16和/或第二電路斷路器18作為選擇可以是用來(lái)將到VFD 12的電力切換接通和斷開的開關(guān)。
[0020]第一電路斷路器16典型地位于VFD 12附近，并可被統(tǒng)稱為“驅(qū)動(dòng)輸入斷路器”。因此，第一電路斷路器16在這里也將被稱為驅(qū)動(dòng)輸入斷路器16。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，第一電路斷路器16可與VFD 12分離(如圖1中所示)，或者可被包括為VFD 12的一部分。
[0021]第二電路斷路器18典型地位于驅(qū)動(dòng)輸入斷路器16和VFD 12的“上游”，并可被統(tǒng)稱為“上游斷路器”。因此，第二電路斷路器18在這里也將被稱為上游斷路器18。第二電路18典型地可向除了包括驅(qū)動(dòng)輸入斷路器16和VFD12的電路之外的多個(gè)電路提供保護(hù)。
[0022]VFD 12包括與驅(qū)動(dòng)第一電路斷路器16的輸出終端耦接的輸入終端26 (a) -26 (c)、與第一電路斷路器16的控制輸入終端22耦接的提供輸出信號(hào)TRIP的第一輸出終端28、和與第二電路斷路器18的控制輸入終端24耦接的提供輸出信號(hào)FAULT的第二輸出終端30。另外，VFD 12包括控制器32、驅(qū)動(dòng)電子電路34和存儲(chǔ)器36?？刂破?2耦接到輸入終端26 (a)-26 (c)、第一輸出終端28、第二輸出終端30、驅(qū)動(dòng)電子電路34和存儲(chǔ)器36。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，VFD 12可包括除了圖1中圖示的組件之外的組件或連同圖1中圖示的組件的組件。
[0023]控制器32可以是微處理器控制器、可編程邏輯控制器、主計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、和可用來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電子電路34的操作的其他類似處理器。驅(qū)動(dòng)電子電路34可包括傳統(tǒng)VFD電子電路，其將輸入終端26 (a) -26 (c)的AC輸入信號(hào)變換為耦接到AC電動(dòng)機(jī)20的AC輸出信號(hào)。存儲(chǔ)器36可以是非易失性存儲(chǔ)器，諸如磁盤存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤、閃存、或其他類似存儲(chǔ)器。
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