專利名稱：并聯(lián)反相器模塊的溫度監(jiān)測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前序中公開的關(guān)于并聯(lián)反相器模塊的方法，并涉及在權(quán)利要求5的前序中公開的關(guān)于并聯(lián)反相器模塊的配置。
在變頻器中使用反相器以產(chǎn)生想要的電壓或電流饋送給負(fù)載。變頻器通常從AC網(wǎng)絡(luò)接收它的電源電壓。這個(gè)電壓在整流器單元中整流，并且進(jìn)一步在反相器中轉(zhuǎn)換為交流電壓以用希望的方式控制負(fù)載。從變頻器饋送的常規(guī)設(shè)備是電機(jī)，它可利用各種控制和調(diào)整原理通過變頻器來控制。
隨著電機(jī)功率需求的提高，相應(yīng)提高單個(gè)變頻器的尺寸和容量是不適當(dāng)?shù)摹Ｒ虼瞬⑿羞B接變頻器反相器模塊以得到所需的輸出功率，這是公知的。
通常通過將各并聯(lián)模塊的相同輸出相連接到公共相電源，實(shí)現(xiàn)反相器模塊的并聯(lián)。換句話說，將各反相器模塊的輸出相連接到其它反相器模塊的相應(yīng)輸出相。在所有反相器模塊共用的單元中，產(chǎn)生變頻器的開關(guān)指令，然后該單元復(fù)制指令，并將它們發(fā)送到各并聯(lián)反相器模塊。根據(jù)所需功率，并聯(lián)模塊數(shù)可以是2以上的任何數(shù)。
要并行連接的反相器模塊通常都相當(dāng)大，因此放在分開的小屋中。通過向小屋里吹空氣來冷卻它們，以保證反相器的正確操作和性能?，F(xiàn)在例如直接從輸出相的功率部件或緊臨該功率部件來測量反相器輸出相的溫度。所測量的溫度與固定的溫度限制相比較，如果溫度高于該限制，則可能檢測引起的功率部件過載。
因而現(xiàn)有技術(shù)部件溫度控制依靠單獨(dú)的溫度測量，但是用這個(gè)測量只能明確地推斷出討論中的部件的過載。其它對開關(guān)部件的溫度有重要影響的要素是適當(dāng)冷卻和控制開關(guān)部件。然而，比較所測量的溫度與固定的溫度限制，并沒有產(chǎn)生清楚的指示或出現(xiàn)的這樣干擾的診斷數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種允許避免上述缺點(diǎn)，并能得到比以前通過溫度測量所實(shí)現(xiàn)的更廣泛的錯(cuò)誤診斷的方法和配置。通過特征在于獨(dú)立權(quán)利要求1的特征部分中陳述的本發(fā)明的方法，以及通過特征在于獨(dú)立權(quán)利要求5的特征部分中陳述的本發(fā)明的配置，來實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中公開。
本發(fā)明基于這樣的思想通過將并行模塊的相同輸出相的溫度相互比較，來實(shí)現(xiàn)并行反相器模塊的溫度控制。
本發(fā)明的方法在錯(cuò)誤診斷方面具有明顯的優(yōu)勢，因?yàn)槌酥钡浆F(xiàn)在幾乎只基于過載電流的故障指示之外，現(xiàn)在還指示與冷卻以及功率部件的控制操作相聯(lián)系的故障。本發(fā)明能檢測的有關(guān)冷卻的故障包括冷卻空氣的循環(huán)降低、功率半導(dǎo)體器件中冷卻部件變臟、以及冷卻風(fēng)扇的部分或完全損壞。此外，該方法能檢測控制電子設(shè)備中的故障，即當(dāng)一個(gè)半導(dǎo)體部件不同于其它半導(dǎo)體部件受控制時(shí)，以及能檢測功率半導(dǎo)體器件中的故障，即當(dāng)功率半導(dǎo)體器件不傳導(dǎo)或以模糊方式這樣做時(shí)。
本發(fā)明的布置提供用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的簡單方式。


下面，參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中附圖是并聯(lián)反相器模塊的連接的示意圖。
具體實(shí)施例方式
附圖是并聯(lián)的三相反相器模塊A、B、C的示意圖。盡管附圖示出了三個(gè)反相器模塊，但是它們的數(shù)量不僅限于此，而是可以使用所需數(shù)量的并行模塊。同樣，相的數(shù)量也可根據(jù)使用目的改變。
反相器模塊A、B、C的輸出相Au、Av、Aw、Bu、Bv、Bw、Cu、Cv、Cw相互連接，以產(chǎn)生負(fù)載的輸出u、v、w。通過將各模塊A、B、C的相同相Au、Bu、Cu；Av、Bv、Cv；Aw、Bw、Cw連接到一起實(shí)現(xiàn)連接。
依照本發(fā)明的方法，可以確定各反相器模塊的各輸出相溫度TAu、TAv、TAw、TBu、TBv、TBw、TCu、TCv、TCw。這可以常規(guī)方式通過直接測量溫度來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前使用的許多功率半導(dǎo)體器件都具有內(nèi)置溫度測量元件，允許直接從部件的半導(dǎo)體器件或從其鄰近而得到溫度。從散熱片測量溫度也是可能的。此外，通過基于流過部件的電流計(jì)算溫度來間接確定部件的溫度也是可能的。
根據(jù)本發(fā)明，將各反相器模塊的輸出相溫度與其它并行連接的模塊的相同輸出相的溫度相比較。例如對于相u，將模塊A的相u的溫度TAu與模塊B、C的相u的溫度TBu、TCu相比較。這實(shí)現(xiàn)了所有模塊間的交叉比較，并且根據(jù)本發(fā)明是在比較裝置CM中完成的。如圖所示，各反相器模塊分別通過信號連接At、Bt、Ct與比較裝置相連。
如果比較結(jié)果顯示，一個(gè)反相器模塊的輸出相溫度與其它模塊中的相同相的溫度不同，超出了預(yù)定限制所允許的，則產(chǎn)生報(bào)警信號。在本發(fā)明的配置中，通過報(bào)警信號裝置AM產(chǎn)生該報(bào)警信號。盡管圖中的裝置CM和AM通過信號線sl分開了，但是顯然這些裝置可在一個(gè)電路中實(shí)現(xiàn)。
由于所有基本相同的并行反相器模塊都由基本相同的控制來控制，因此所有模塊的相互對應(yīng)的相都以基本相同的負(fù)載為條件。此外，由于反相器模塊在結(jié)構(gòu)上彼此一致，因此對于各模塊通風(fēng)操作基本以相同的方式進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，相同相的溫度彼此進(jìn)行比較，例如由此用本發(fā)明的方法能檢測降低的通風(fēng)。
如果并聯(lián)模塊數(shù)量很大，那么上述相同相所有溫度的交叉比較是相當(dāng)費(fèi)力的，因?yàn)閮蓚€(gè)模塊的相溫度之間的比較單獨(dú)未必提供關(guān)于其故障或癥狀的可能發(fā)生的可靠結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，計(jì)算并行反相器模塊的相互對應(yīng)的輸出相的溫度平均值，即，根據(jù)圖例，用為相u確定的溫度TAu、TBu、TCu從下式計(jì)算平均溫度Tu_aveTu_ave=TAu+TBu+TCu3.]]>當(dāng)計(jì)算出平均值時(shí)(這是根據(jù)本發(fā)明的配置通過裝置CM實(shí)現(xiàn)的)，依照實(shí)施例，將各相溫度與得到的平均值相比較，并且如果一個(gè)反相器模塊的輸出相溫度與相應(yīng)輸出相溫度的平均值不同，超出預(yù)定限制所允許的，則產(chǎn)生報(bào)警信號。在配置的實(shí)施例中，該比較是通過為此目的而配置的裝置CM實(shí)現(xiàn)的。
在這個(gè)實(shí)施例中，所有相溫度進(jìn)一步與所計(jì)算的相溫度平均值相比較。然而，依照實(shí)施例，通過選擇并行模塊各相溫度之間的最高溫度，并通過將這個(gè)最大值與所計(jì)算的平均值相比較，可以進(jìn)一步簡化該方法。本實(shí)施例中，選擇相u的最大溫度Tu_max，數(shù)學(xué)表示如下式Tu_mam＝max(TAu，TBu，TCu)，以及用下式表示與平均值相比較Tu_maxTu_ave>Tlimit,]]>其中Tlimit是預(yù)定比。
如果在裝置CM中所實(shí)現(xiàn)的比較的結(jié)果大于比值Tlimit，則通過用于響應(yīng)信號線sl中的裝置CM的信號而產(chǎn)生報(bào)警信號的裝置，產(chǎn)生本發(fā)明的報(bào)警信號。報(bào)警信號可包含所有可能的已知預(yù)防防護(hù)措施，目的是降低設(shè)備中任何重大失效的風(fēng)險(xiǎn)。這樣的防護(hù)措施可包括對操作者引發(fā)的報(bào)警、討論中的反相器模塊的控制的中斷、以及整個(gè)系統(tǒng)的受控關(guān)閉。
上面通過示例參考有三個(gè)并聯(lián)反相器模塊的三相系統(tǒng)，描述了本發(fā)明。然而顯然的是，模塊和開關(guān)兩者的數(shù)量都可根據(jù)需要和實(shí)現(xiàn)而改變，而且本發(fā)明的方法和系統(tǒng)仍是可用的。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)，顯然可以多種方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本思想。因此本發(fā)明及其實(shí)施例并不局限于上述示例，它們可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)于并聯(lián)反相器模塊的方法，由此兩個(gè)或多個(gè)反相器模塊(A、B、C)并行連接以饋給相同負(fù)載，各反相器模塊(A、B、C)包括兩個(gè)或多個(gè)輸出相(u、v、w)，用于將電功率提供到兩相或多相負(fù)載中，所述方法包括以下步驟確定各反相器模塊(A、B、C)中的各輸出相(Au、Av、Aw、Bu、Bv、Bw、Cu、Cv、Cw)的溫度(TAu、TAv、TAw、TBu、TBv、TBw、TCu、TCv、TCw)，其特征在于，所述方法還包括如下步驟將各反相器模塊中的輸出相的溫度與其它并聯(lián)模塊中的相同輸出相的溫度相比較，以及如果在一個(gè)反相器模塊中的輸出相的溫度不同于其它反相器模塊的相同輸出相的溫度，超出預(yù)定限制所允許的，則產(chǎn)生報(bào)警信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫度比較包括如下步驟計(jì)算并行反相器模塊(A、B、C)的相互對應(yīng)輸出相的溫度(TAu、TBu、TCu；TAv、TBv、TCv；TAw、TBw、TCw)的平均值(Tu_ave、Tv_ave、Tw_ave)，將各并行反相器模塊的各輸出相的溫度與相應(yīng)輸出相的平均溫度相比較；以及如果在一個(gè)反相器模塊的輸出相的溫度不同于相應(yīng)相的平均溫度，超出預(yù)定限制所允許的，則產(chǎn)生報(bào)警信號。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述比較包括以下步驟選擇各并行反相器模塊中的各輸出相的溫度的最大值(Tu_max、Tv_max、Tw_max)，以及將這個(gè)值與相應(yīng)輸出相的平均溫度(Tu_ave、Tv_ave、Tw_ave)相比較。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括停止的步驟，響應(yīng)報(bào)警信號，至少反相器模塊(A、B、C)具有在輸出相的偏離溫度。
5.一種關(guān)于并聯(lián)反相器模塊的裝置，其中兩個(gè)或多個(gè)反相器模塊(A、B、C)并行連接以饋給相同負(fù)載，各反相器模塊包括兩個(gè)或多個(gè)輸出相(u、v、w)，用于饋送電功率到兩相或多相負(fù)載，所述裝置包括溫度確定單元，用于確定各反相器模塊的各輸出相的溫度(TAu、TAv、TAw、TBu、TBv、TBw、TCu、TCv、TCw)，其特征在于，所述裝置還包括比較單元(CM)，用于將各反相器模塊的輸出相的溫度與并行連接的其它模塊的相應(yīng)輸出相的溫度相比較，以及用于產(chǎn)生報(bào)警信號的單元(AM)，如果在一個(gè)反相器模塊的輸出相溫度不同于其它反相器模塊的相應(yīng)輸出相的溫度，超出預(yù)定限制所允許的，則產(chǎn)生報(bào)警信號。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括計(jì)算裝置(CM)，用于計(jì)算相互對應(yīng)的并行反相器模塊的溫度的平均值，所述比較裝置被配置成將各并行反相器模塊的各輸出相的溫度與相應(yīng)輸出相的溫度平均值相比較。
全文摘要
關(guān)于并聯(lián)反向器模塊的方法和配置，由此兩個(gè)或多個(gè)反向器模塊(A、B、C)并行連接以饋給相同的負(fù)載，各反向器模塊(A、B、C)包括兩個(gè)或多個(gè)輸出相(u、v、w)，用于將電功率提供雙相或多相負(fù)載中，該方法包括確定各反相器模塊中的各輸出相(Au、Av、Aw、Bu、Bv、Bw、Cu、Cv、Cw)的溫度(T
文檔編號H02M1/00GK1698258SQ200480000549
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者S·佩赫南, O·帕蘇里 申請人:Abb 有限公司