CN105471280A - 一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，其应用于至少包括有一软启动单元的交-直-交驱动器中，所述装置包括：串接在交-直-交驱动器母线上的电流传感器，用于检测所述母线上的电流；常闭继电器，其两个触点分别与所述电流传器的测量端以及所述交-直-交驱动器的母线电容的正极相连接；控制装置，其与所述电流传感器和所述常闭继电器的控制端相连接，用于根据所述电流传感器上检测到的母线的电流，生成相应控制信号，在软启动单元失效时，控制所述常闭继电器两端的触点打开。相应地，本发明还公开了一种保护交-直-交驱动器软启动失效的。实施本发明，可以提高交-直-交驱动器在软启动时的安全性。

Description

一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置及其方法
技术领域
本发明涉及交-直-交驱动器领域，尤其涉及一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置及其方法。
背景技术
对于目前常用的电压型交—直—交驱动器拓扑结构，一般为：前级为输入不可控整流单元，中间级为大功率直流滤波单元，后级为逆变输出单元。其中，直流滤波单元主要由大容量电解电容构成，由于电容初始状态相当于短路，驱动器电压输入侧上电时，如果不经过任何处理就将整流后的电压加在电解电容上，会引起瞬间很大的充电电流，从而给驱动器整流回路造成冲击，并造成电解电容使用寿命下降，以及驱动模块的严重损坏。因此，在现有技术中通常采用软启动装置和软启动方法来避免上述故障出现，其可以使在上电的瞬间，电解电容两端的电压能够缓慢上升。
如图1所示，是现有技术中的一种具有软启动结构的交-直-交驱动器的结构示意图。其中，采用限流电阻加继电器（或接触器、可控硅）组合来实现软启动，其中，在母线电容2’的充电回路中采用一个软启动单元3’，其包括限流电阻R，且采用开关器件（例如继电器、接触器或可控硅）与限流电阻R并联，图中为一个常开继电器KT。上电后，常开继电器KT处于闭合状态，经整流单元1’整流后的电流先从限流电阻R上流过，由限流电阻R限流对母线电容2’充电；当母线电容2’的直流电压上升到设定值时，通过控制装置4’控制常开继电器KT将限流电阻旁路，进入正常工作状态。传统的交-直-交驱动器一般都采用这种方案。
如图2所示，是现有技术中的另一种具有软启动结构的交-直-交驱动器的结构示意图。其中软启动单元3’采用晶闸管SCR来实现软启动。其中，在驱动器上电启动时，利用晶闸管SCR的半控特性，通过控制装置4’来控制晶闸管SCR的导通角，使得母线电容2’上的电压按设定的规律缓慢上升，从而实现软启动功能。此方案通常应用在国外先进的交-直-交驱动器上。
但是发明人发现，上述前两种软启动方案也存在不足之处，由于任何元器件都存在可靠性问题，在某种应用程度下，或者受到环境的影响，软启动单元3’中开关器件和晶闸管都会有可能损坏，大多数损坏的情况体现于继电器两端触点不断开、晶闸管的阳极（A）和阴极（K）两端短路，从而造成软启动装置和功能失效，给整流回路造成冲击，使母线电容的寿命下降，以及驱动模块的损坏。
故有必要设计一种装置和方法，以保护驱动器防止软启动失效，避免上述故障的出现。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明实施例提供一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置及其方法，可以在交-直-交驱动器的软启动单元出现故障时，对交-直-交驱动器进行保护。
为了达到上述发明目的，本发明实施例提供一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，其应用于至少包括有一软启动单元的交-直-交驱动器中，所述装置包括：
串接在交-直-交驱动器母线上的电流传感器，用于检测所述母线上的电流；
常闭继电器，其两个触点分别与所述电流传器的测量端以及所述交-直-交驱动器的母线电容的正极相连接；
控制装置，其与所述电流传感器和所述常闭继电器的控制端相连接，用于根据所述电流传感器上检测到的母线的电流，生成相应控制信号，在软启动单元失效时，控制所述常闭继电器两端的触点打开。
其中，所述控制装置进一步包括：
测量单元，用于在所述交-直-交驱动器上电时，根据所述电流传感器检测到的电流进行分析，判断交-直-交驱动器上的电流是逐渐变化还是突变；
状态判断单元，用于在所述测量单元持续预定次数测量到所述交-直-交驱动器上的电流为突变时，判断所述交-直-交驱动器的软启动功能失效；
控制单元，用于在所述状态判断单元判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，在所述交-直-交驱动器再次上电时，生成一控制信号，发送给所述常闭继电器的控制端，控制所述常闭继电器两端的触点打开；
报警单元，用于在所述状态判断单元判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，进行报警处理。
其中，所述软启动单元包括：
限流电阻，其串接在所述母线上，且位于所述电流传感器之前；
常开继电器，其两触点分别与所述限流电阻的两端相连，其控制端与所述控制装置相连接。
其中，所述软启动单元包括：
一晶闸管，其阳极A和阴极K串接在所述母线上，且位于所述电流传感器之前；其控制极G与所述控制装置相连接。
相应地，本发明实施例的再一方面，还提供一种保护交-直-交驱动器软启动失效的方法，其在前述的装置中实施，所述方法包括如下步骤：
在所述交-直-交驱动器上电时，根据所述电流传感器检测到的电流进行分析，判断交-直-交驱动器上的电流是逐渐变化还是突变；
在持续预定次数测量到所述交-直-交驱动器上的电流为突变时，判断所述交-直-交驱动器的软启动功能失效；
于在判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，在所述交-直-交驱动器再次上电时，生成一控制信号，发送给所述常闭继电器的控制端，控制所述常闭继电器两端的触点打开；并进行报警处理。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置及方法，通过对母线电流中的电流进行测量，根据当前电流是否为处于突变状态，来判断交-直-交驱动器的软启动单元是否失效了，在其失效时，通过控制一设在母线上的常闭继电器的触点打开，从而可以防止软启动失效后上电时的大电流充电对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，提高***的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的一种具有软启动结构的交-直-交驱动器的结构示意图；
图2是现有的另一种具有软启动结构的交-直-交驱动器的结构示意图；
图3是本发明提供的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置的一个实施例的结构示意图；
图4是图3中控制***的一个实施例的结构示意图；
图5是本发明提供的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置的另一个实施例的结构示意图；
图6是本发明提供的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的方法的主流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详见说明。
如图3所示，是本发明提供的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置的一个实施例的结构示意图；在该实施例中，该保护交-直-交驱动器软启动失效的装置5，其应用于至少包括有一软启动单元3的交-直-交驱动器中，所述装置5包括：
串接在交-直-交驱动器母线上的电流传感器50，用于检测所述母线上的电流；
常闭继电器51，其两个触点分别与所述电流传器50的测量端以及所述交-直-交驱动器的母线电容2的正极相连接；
控制装置52，其与所述电流传感器50和所述常闭继电器50的控制端相连接，用于根据所述电流传感器50上检测到的母线的电流，生成相应控制信号，在软启动单元失效时，控制所述常闭继电器51的触点打开，从而保护交-直-交驱动器。
其中，该交-直-交驱动器进一步包括设置于前端的整流单元1，以及与该整流单元1相连的软启动单元3，其中，该软启动单元3包括：
限流电阻R，其串接在所述母线上，且位于所述电流传感器50之前，即该限流电阻R的一端与所述整流单元1相连，其另一端与所述电流传感器50相连；
常开继电器51，其两触点分别与所述限流电阻R的两端相连，其控制端与所述控制装置52相连接。所述软启动单元3的功能和作用与背景技术中描述的相同，在此不进行详述。
请进一步结合图4所示，图4为图3中控制***的一个实施例的结构示意图；在该实施例中，所述控制装置52进一步包括：
测量单元520，用于在所述交-直-交驱动器上电时，根据所述电流传感器50检测到的电流进行分析，判断交-直-交驱动器母线上的电流是逐渐变化还是突变；
状态判断单元522，用于在所述测量单元520持续预定次数测量到所述交-直-交驱动器上的电流为突变时，判断所述交-直-交驱动器的软启动功能失效；在一个实施例中，该预定次数可以是诸如3次，设置该预定次数，可以提高状态判断单元522判断结果的准确性；如果判断到电流为逐渐变化或小于预定次数的突变，则判断该软启动功能处于正常状态；
控制单元544，用于在所述状态判断单元522判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，在所述交-直-交驱动器再次上电时，生成一控制信号，发送给所述常闭继电器的控制端，控制所述常闭继电器两端的触点打开，从而使母线电容2的一端断开；
报警单元546，用于在所述状态判断单元522判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，进行报警处理，可以理解的是，该报警单元546可以采用诸如声音、音效等方式进行报警。
采用如图3以及图4所示的保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，在对交-直-交驱动器上电时，通过电流传感器对母线电流中的电流进行测量，可以判断当前电流是否为处于突变状态，当当前电流持续处于突变状态，则可以判断交-直-交驱动器的软启动单元已经失效了，在其失效时，通过控制一设在母线上的常闭继电器的触点打开，从而可以防止了软启动失效后上电时的大电流充电对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，提高***的可靠性。
图5是本发明提供的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置的另一个实施例的结构示意图；在该实施例中，其示出的结构与图3中示出的结构基本相同，不同之处在于，软启动单元3采用晶闸管。具体地，该软启动单元3包括一晶闸管SCR，其阳极A和阴极K串接在所述母线上，且位于所述电流传感器50之前；其控制极G与所述控制装置52相连接。其他结构以及功能原理请参见前述对图3和图4的描述，在此不进行详述。
如图6所示，是本发明提供的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的方法的主流程示意图。在该实施例中，其采用前述如图3至图5中的装置来实现，该方法包括如下步骤：
步骤S60，在所述交-直-交驱动器上电时，根据所述电流传感器检测到的电流进行分析，判断交-直-交驱动器母线上的电流是逐渐变化还是突变；
步骤S62在持续预定次数测量到所述交-直-交驱动器上的电流为突变时，判断所述交-直-交驱动器的软启动功能失效，否则判断所述交-直-交驱动器的软启动功能正常，在一个例子中，该预定次数为3次；
步骤S64，在判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，在所述交-直-交驱动器再次上电时，生成一控制信号，发送给所述常闭继电器的控制端，控制所述常闭继电器两端的触点打开；并进行报警处理。如果判断所述交-直-交驱动器的软启动功能正常，则所述常闭继电器保护常闭状态即可。
采用如图6所示的保护交-直-交驱动器软启动失效的方法，在对交-直-交驱动器上电时，通过电流传感器对母线电流中的电流进行测量，可以判断当前电流是否为处于突变状态，当当前电流持续处于突变状态，则可以判断交-直-交驱动器的软启动单元已经失效了，在其失效时，通过控制一设在母线上的常闭继电器的触点打开，从而可以防止了软启动失效后上电时的大电流充电对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，提高***的可靠性。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置及方法，通过对母线电流中的电流进行测量，根据当前电流是否为处于突变状态，来判断交-直-交驱动器的软启动单元是否失效了，在其失效时，通过控制一设在母线上的常闭继电器的触点打开，从而可以防止软启动失效后上电时的大电流充电对直流滤波单元和驱动单元的损坏，以及后一级电路的故障扩大，提高***的可靠性。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，其应用于至少包括有一软启动单元的交-直-交驱动器中，其特征在于，所述装置包括：
串接在交-直-交驱动器母线上的电流传感器，用于检测所述母线上的电流；
常闭继电器，其两个触点分别与所述电流传器的测量端以及所述交-直-交驱动器的母线电容的正极相连接；
控制装置，其与所述电流传感器和所述常闭继电器的控制端相连接，用于根据所述电流传感器上检测到的母线的电流，生成相应控制信号，在软启动单元失效时，控制所述常闭继电器两端的触点打开。
2.如权利要求1所述的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，其特征在于，所述控制装置进一步包括：
测量单元，用于在所述交-直-交驱动器上电时，根据所述电流传感器检测到的电流进行分析，判断交-直-交驱动器母线上的电流是逐渐变化还是突变；
状态判断单元，用于在所述测量单元持续预定次数测量到所述交-直-交驱动器上的电流为突变时，判断所述交-直-交驱动器的软启动功能失效；
控制单元，用于在所述状态判断单元判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，在所述交-直-交驱动器再次上电时，生成一控制信号，发送给所述常闭继电器的控制端，控制所述常闭继电器两端的触点打开；
报警单元，用于在所述状态判断单元判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，进行报警处理。
3.如权利要求2所述的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，其特征在于，所述软启动单元包括：
限流电阻，其串接在所述母线上，且位于所述电流传感器之前；
常开继电器，其两触点分别与所述限流电阻的两端相连，其控制端与所述控制装置相连接。
4.如权利要求3所述的一种保护交-直-交驱动器软启动失效的装置，其特征在于，所述软启动单元包括：
一晶闸管，其阳极A和阴极K串接在所述母线上，且位于所述电流传感器之前；其控制极G与所述控制装置相连接。
5.一种保护交-直-交驱动器软启动失效的方法，其在如权利要求1至4任一项所述的装置中实施，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
在所述交-直-交驱动器上电时，根据所述电流传感器检测到的电流进行分析，判断交-直-交驱动器母线上的电流是逐渐变化还是突变；
在持续预定次数测量到所述交-直-交驱动器上的电流为突变时，判断所述交-直-交驱动器的软启动功能失效；
在判断到所述交-直-交驱动器的软启动功能失效时，在所述交-直-交驱动器再次上电时，生成一控制信号，发送给所述常闭继电器的控制端，控制所述常闭继电器两端的触点打开；并进行报警处理。
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