CN111095773A - 具有集成固态断路器的软起动器ac-ac转换器及其操作方法 - Google Patents

具有集成固态断路器的软起动器ac-ac转换器及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111095773A
CN111095773A CN201880056399.1A CN201880056399A CN111095773A CN 111095773 A CN111095773 A CN 111095773A CN 201880056399 A CN201880056399 A CN 201880056399A CN 111095773 A CN111095773 A CN 111095773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid state
switch
power converter
current
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880056399.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111095773B (zh
Inventor
H·李
K·M·伍德利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of CN111095773A publication Critical patent/CN111095773A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111095773B publication Critical patent/CN111095773B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0855—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load avoiding response to transient overloads, e.g. during starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1216—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for AC-AC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0816—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors concerning the starting sequence, e.g. limiting the number of starts per time unit, monitoring speed during starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0822—Integrated protection, motor control centres
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0856—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load characterised by the protection measure taken
    • H02H7/0858—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load characterised by the protection measure taken by reversing, cycling or reducing the power supply to the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/28—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of voltage applied to primary circuit of motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/2932—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage, current or power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/2932—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage, current or power
    • H02M5/2935—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage, current or power using reverse phase control, i.e. turn-on of switches in series with load at zero crossing of input voltage, turn-off before next zero crossing
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0009—AC switches, i.e. delivering AC power to a load
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

本公开提供了一种AC‑AC电源转换器，诸如马达软起动器，该AC‑AC电源转换器包括：输入，该输入可用断开开关来连接到AC源；输出，该输出可连接到AC负载；以及相线，该相线连接输入和输出以传输电力。直列固态开关块分别连接在AC源和AC负载的线路端子和负载端子之间，使得每条相线包括连接到其的固态开关块。续流固态开关块在一端处连接到负载端子并且在另一端处一起连接在公共连接处，使得每条相线包括连接到其的续流固态开关块。直列固态开关块和续流固态开关块中的每一者包括双向开关块，该双向开关块选择性地在两个方向上控制电流并承受电压。开关块还提供软起动器功能、变速控制、以及集成电路断路器保护能力。

Description

具有集成固态断路器的软起动器AC-AC转换器及其操作方法
背景技术
本发明整体涉及AC-AC电源转换电路，并且更具体地涉及在其中集成有固态断路器的软起动器AC-AC电源转换电路及其操作方法。
AC-AC转换器用于将一个交流电压转换为另一个交流电压。工业中常用的一种类型的AC-AC转换器是软起动器，其是可以通过控制从AC电源到感应马达的电压和电流的传输来平稳地起动AC感应马达而同时减小浪涌电流的工业控制设备。软起动器被配置为在起动期间限制到感应马达的瞬态电压和电流，从而造成“软”马达起动。在操作中，来自AC源的电力经过软起动器中的开关设备(诸如呈晶闸管或可控硅整流器(SCR)形式的一对反并联固态开关)，以控制电流，并且进而控制感应马达的端子电压。
通常，软起动器在起动期间暂时地减小马达的动力系中的负载和扭矩。这种减小允许减小马达和电网上的应力，这会增加***的使用寿命。软起动器或马达驱动器允许经由对晶闸管的选择性控制来减小输入到马达的电压或电流，其中晶闸管被控制来以如在电压变为正时所测量的给定角度接通。产生的电流流过给定相，直到它们达到零为止，此时晶闸管关断。这种模式在电压中形成“陷波”。陷波宽度越大，施加到马达的rms电压越小。由于扭矩是rms电压的平方的函数，因此陷波宽度越大，扭矩越小。如果陷波宽度为零，则向马达施加全电压。通常，软起动过程会持续几秒，在其结束时，***将达到其最终速度，并且接触器将闭合以绕过软起动器。
在本领域中采用软起动器(或其他AC-AC转换器)时，应认识到，需要保护设备(诸如断路器部件)来为软起动器配电***提供保护。用于提供这种保护的当前工业实践是在软起动器的外部包括上游机电断路器。在软起动器的外部或内部出现故障条件的情况下，断路器用于通过中断流过软起动器配电***的电流来保护该软起动器配电***。然而，应认识到，传统机电断路器具有有限的响应时间，并且当存在故障条件时，可能会使能量从源传递到软起动器。因此，即使存在断路器，也会因在其中的过应力部件(例如SCR)而对软起动器造成损坏，因为在断路器响应时间期间流向软起动器的附加能量可能足以导致此类部件故障。
最近，已开发了固态断路器来代替传统断路器，与传统断路器相比，这种固态断路器有益地具有更短的响应时间。然而，应认识到，使用固态断路器为软起动器提供保护仍不能提供最佳解决方案。也就是说，因为固态断路器仍在软起动器的外部，因此这会增加成本、布线和连接、额外的空间和重量。另外，现有固态断路器可能无法在更高电流电平(诸如在马达/负载起动期间存在的浪涌电流下可能出现的电流电平)下提供保护，因为断路器中的固态开关始终处于完全地选通的状态并可能承受过长时间的热应力。因此，当不使用软起动器时，固态断路器可能不适合防止浪涌电流，该浪涌电流可能比额定电流高6至7倍并可能持续数秒钟。
如上所述，应认识到，在软起动器的外部的现有断路器设计(无论是传统机电开关断路器还是固态断路器)在短路条件下都无法为软起动器提供充分而全面的保护(当使用机电断路器时)，或实施成本太高(对于固态断路器)。此外，应认识到，在使用SCR的软起动器的架构本身缺乏用于针对故障条件提供足够的保护的装置。也就是说，无法控制软起动器中的故障电流条件，因为无法控制通常在软起动器中常见的晶闸管/SCR的布置来在故障条件(诸如短路)期间终止流过软起动器的电力流。
因此，期望的是提供用于在软起动器的内部或外部发生故障时保护软起动器的***和方法。
发明内容
本发明的实施方案涉及具有集成固态断路器的软起动器AC-AC转换器及其操作方法。AC-AC转换器和集成固态断路器消除对安装外部断路器的需要，从而实现***灵活性、提供增强的保护并降低总拥有成本。
根据本发明的一个方面，AC-AC电源转换器包括：输入，该输入可连接到AC源的线路端子；输出，该输出可连接到AC负载的负载端子；以及一条或多条电源线，该一条或多条电源线连接输入和输出以将电力从AC源传输到AC负载，每条电源线对应于AC负载中的相。该AC-AC电源转换器还包括：多个直列固态开关块，该多个直列固态开关块连接在线路端子与负载端子之间，使得每条电源线包括多个直列固态开关块中的连接到其的相应一个；以及多个续流固态开关块，该多个续流固态开关块在一端处连接到负载端子并且在另一端处一起连接在公共连接处，使得每条电源线包括多个续流固态开关块中的连接到其的相应一个，其中多个直列固态开关块中的每一者和多个续流固态开关块中的每一者包括双向开关块，该双向开关块选择性地在两个方向上控制电流并承受电压。
根据本发明的另一方面，AC-AC电源转换器包括：输入，该输入可连接到AC源的线路端子；输出，该输出可连接到AC负载的负载端子；以及一条或多条电源线，该一条或多条电源线连接输入和输出以将电力从AC源传输到AC负载，每条电源线对应于AC负载中的相。该AC-AC电源转换器还包括多个固态开关块，每个固态开关块包括有或没有附带二极管的固态开关布置，其形成双向开关块，该双向开关块在两个方向上控制电流并承受电压。该AC-AC电源转换器还包括控制器，该控制器可操作地连接到多个固态开关块中的每一者，该控制器被编程为选择性地使多个固态开关块中的固态开关在导通状态与非导通状态之间切换以实现AC负载的全速操作、AC负载在小于全速操作电压的电压下的软起动、以及在断路器功能中流过AC-AC电源转换器的电流的选择性中断。
根据本发明的又一方面，操作AC-AC电源转换器的方法包括：在AC-AC电源转换器的输入处接收AC电力；以及经由控制器将提供给AC-AC电源转换器的或存在于AC-AC电源转换器中并由一个或多个电压或电流传感器获取的电力的一个或多个电流和电压参数与一个或多个相应电流和电压阈值进行比较。该方法还包括：如果一个或多个测量或确定的电流和电压参数超过一个或多个相应电流和电压阈值，则经由控制器识别AC-AC电源转换器中的故障条件；以及经由控制器控制集成到AC-AC电源转换器中的固态断路器，以在识别出故障条件时中断流过AC-AC电源转换器的电流，该固态断路器包括多个固态开关块，该多个固态开关块连接在AC-AC电源转换器的线路端子和负载端子之间，其中固态开关块中的每个包括：一对固态开关，该对固态开关彼此反串联地连接；以及一对二极管，每个二极管与该对固态开关反并联地连接，其中该对二极管还彼此反串联地连接。在控制固态断路器以中断电流中，该方法还包括将每个相应固态开关块中的该对固态开关中的每一者切换到非导通关断状态，以便中断流过AC-AC电源转换器的电流。
根据以下具体实施方式和附图，本发明的各种其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
附图示出了目前预期用于执行本发明的优选的实施方案。
在附图中：
图1是根据本发明的实施方案的具有集成固态断路器的软起动器的示意图。
图2A至图2D是根据本发明的实施方案的可在图1的软起动器中实施的各种固态开关和/或二极管配置和布置的示意图。
图3是根据本发明的实施方案的示出在电流波形的正半周期和负半周期期间图1的软起动器中的直列开关块的固态开关的选择性切换的图。
图4是根据本发明的实施方案的示出用于控制图1的软起动器的直列开关块的固态开关的技术的流程图。
图5是根据本发明的实施方案的示出在具有PWM的电流波形的正半周期和负半周期期间图1的软起动器中的直列开关块的固态开关的选择性切换的图。
图6是根据本发明的实施方案的示出占空比经由图1的软起动器的直列开关块的固态开关的选择性切换随时间而在0％与100％之间斜升的图。
图7是根据本发明的实施方案的示出用于控制图1的软起动器的直列开关块和续流开关块的固态开关以提供PWM的技术的流程图。
图8是根据本发明的实施方案的图1的软起动器中的直列开关块和续流开关块、以及在其中的固态开关在操作期间在其各种电流和电压条件期间的切换的示意图。
图9是根据本发明的实施方案的示出在电流波形的正半周期和负半周期期间图1的软起动器中的直列开关块的固态开关的选择性切换以提供马达的变速操作的图。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及用于以稳态或瞬态形式响应于故障条件而防止AC-AC电源转换器(诸如软起动器)中的部件故障和损坏并保护馈线导体的***和方法。固态断路器集成到AC-AC电源转换器中以对其提供保护，其中该固态断路器在检测到故障条件时会中断AC-AC电源转换器中的故障电流，以便限制AC-AC电源转换器中的部件损坏。AC-AC电源转换器中的固态设备的布置还提供了通过软起动器的双向电力流控制。
参考图1，示出了与本发明的实施方案一起使用的三相AC负载10，其可以是马达或非马达负载。根据一个实施方案，AC负载10包括感应马达，其中电力通过电磁感应从定子供应到该定子的转子(未示出)，并且AC负载10分别通过对应电源线14、16和18可操作地连接到三相AC源12a至12c以从中接收电力。因此，出于参考目的，电源线14对应于相A，电源线16对应于相B，并且电源线18对应于相C。如图1所示，马达控制设备20连接在AC源12a至12c与AC负载10之间，以执行由AC源12a至12c产生的AC波形向另一个AC波形的AC-AC转换来输入到AC负载10。在本发明的示例性实施方案中，马达控制设备20包括软起动器，该软起动器被配置为在起动期间限制到AC负载10的浪涌电流，从而造成避免了浪涌电流的“软”马达起动，并且因此，该马达控制设备在下文被称为软起动器，但是一般来讲，控制设备20使用3相AC电源电压作为输入并向负载提供受控制的AC电压或电流。因此，应认识到，本发明的实施方案不限于软起动器应用，并且可以结合到其他马达控制设备诸如AC马达驱动器或AC发电机驱动器中，并且更一般地，被结合到具有不同的构造和实施方式来驱动马达或非马达负载的AC-AC电源转换电路。因此，以下关于将固态断路器集成到软起动器中的讨论不意味着限制本发明的范围。
软起动器20的基本结构在图1中被示出(即，软起动器的电路21)为包括连接到电源线14、16、18的多个固态开关块22、24、26、28、30、32，其中开关块中的每一者具有双向控制，以便控制电流，并且进而控制AC负载10的端子电压，使得多个开关块共同地提供或形成集成到软起动器中的固态断路器。根据本发明的示例性实施方案，在软起动器中提供了六个开关块22、24、26、28、30、32的布置。三个开关块22、24、26连接在AC源12a至12c的线路端子36与AC负载10的负载端子38之间，其中这些开关块在下文被称为直列开关块。三个其他开关块28、30、32(在本文被称为续流开关块)在一端处连接到负载端子38并且在另一端处一起连接在公共连接40处。如图1所示，与相的数量(即，三个相)对应地提供六个开关块，其中每一相设有直列开关块中的一个和续流开关块中的一个。然而，已认识到，可以设想任何数量的相，并且因此可以容易地从3相示例扩展本发明的实施方案。
如图1的实施方案中所示，每个开关块22、24、26、28、30、32包括一对单向导通固态半导体开关42和一对二极管44。根据本发明的示例性实施方案，固态半导体开关42为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的形式，并且因此这些开关在下文被通称为IGBT。然而，应注意，“IGBT”应理解为可随意地接通和关断(以包括数十kHz并甚至更高的高频率在内的任何频率)的任何固态半导体开关，并且应认识到，可以替代地使用其他固态半导体开关，包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或集成栅换向型晶闸管(IGCT)，例如，但是其他固态半导体开关也可能是合适的，并且因此本发明的实施方案不意味着限于以上阐述的具体开关类型。此外，开关42(和二极管44)可以由硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)或任何合适的宽带隙(WBG)材料制成，其中示例性实施方案具有由GaN或SiC制成的开关。
如图1进一步所示，相应开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42中的每一者与相关联的二极管44反并联地布置。每个开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42还以公共集电极(CC)配置以彼此反串联地布置和连接，这在下面被简称为“反向阻挡IGBT”。二极管44相对于彼此以相反方向(即，反串联地)布置，以便阻挡电流在不同方向上流过开关块22、24、26、28、30、32。基于二极管44和反向阻挡IGBT 42的布置，每个开关块22、24、26、28、30、32因此提供双向开关块，该双向开关块能够在两个方向上控制电流并承受电压并且允许选择性地中断软起动器20中的电流。关于图1中所示的开关块22、24、26、28、30、32，应注意，尽管IGBT 42(和二极管44)在其中被示出为以公共集电极配置反串联地连接，但是IGBT 42和/或二极管44可以替代地以其他配置连接，同时仍提供所期望的电流控制和电压保护。图2A至图2D示出了可作为图1中所示的公共集电极配置的另选方案使用的另选的IGBT和二极管布置/配置。图2A示出了二极管桥配置，其中单个IGBT 42布置有四个二极管44。图2B示出了IGBT 42，该IGBT以公共发射极(CE)配置反串联地连接，同时仍用作反向阻挡IGBT(其中二极管44中的每一者的取向之后被翻转)，其能够在两个方向上控制电流并承受电压并且允许选择性地中断软起动器20内的电流。图2C示出了反并联地布置/连接的两个IGBT 42作为反向阻挡(RB)IGBT。图2D示出了另一个反向阻挡(RB)IGBT布置，其中每个IGBT 42和二极管44集成在一个管芯中，并且如图所示的那样连接两个这样的管芯以在两个方向上控制电流并承受电压并且允许选择性地中断软起动器20内的电流。上述IGBT和二极管布置中的每一者都有明显的优点和缺点，并且因此，每个开关块22、24、26、28、30、32的确切构造都可以基于软起动器20的实施方案和其需要/需求来确定。
在图1中所示的实施方案中，软起动器20附带其他保护和滤波设备。在所示的实施方案中，提供流电隔离断开开关46，其为电路提供附加保护，其中包括断开开关46允许电路20满足UL 489标准，从而使得能够在进线口、馈线、分支电路和其他建筑应用中使用该电路。所示的实施方案中还包括连接在输入36与直列开关块22、24、26之间的滤波器48(诸如电磁干扰(EMI)滤波器)。
软起动器20中还包括控制器50，该控制器被配置为经由到该控制器的栅极驱动信号来控制开关块22、24、26、28、30、32的IGBT的切换。在AC负载10的操作(例如，起动、停止等)期间，控制器50用于选择性地使IGBT 42中的每一者在接通或关断条件下操作，以便控制施加到AC负载10的电流(以及因此电压)。在软起动器20的操作中，开关块22、24、26、28、30、32以及在其中的IGBT 42由控制器50选择性地控制以提供选择性地控制到AC负载10的电流和电压的不同的功能性。开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42的选择性切换提供以下形式的电力控制：用于负载10的软起动的电流和电压控制、通过软起动器20的双向电力流控制、电力的脉宽调制、以及改变负载/马达速度的能力。开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42的选择性切换还为软起动器20和馈线导体提供断路器保护，从而消除对外部断路器的需要。下面将更详细地阐述软起动器20在不同的操作模式下的操作说明。
根据本发明的一个方面，控制器50被编程为控制开关块22、24、26中的IGBT 42的切换，以便实现用于马达的软起动的电流和电压控制。更具体地，控制器50根据切换算法来控制直列开关块22、24、26中的IGBT 42的切换，其中切换算法控制那些IGBT 42的切换以限制在起动期间到AC负载10的瞬态电压和电流。在控制直列开关块22、24、26中的IGBT 42的切换中，切换算法遵循基于所有相14、16、18中的电流方向(或符号)的切换逻辑。根据一个实施方案，软起动器20中包括用于感测负载端子38中的至少两个中的电流的装置，诸如定位在电源线14、16、18中的两个或更多个上的传感器51。传感器51还可以被配置为感测电源线14、16、18上的电压。
出于讨论目的，图3中示出了在软起动器20的一个相的直列开关块22中的IGBT 42(也标识为SA1、SA2)的切换的图示，其中示出了在电流的相应的正半周期和负半周期期间IGBT SA1、SA2被接通和关断。在所示的操作模式中，IGBT SA1，SA2处于完全地接通或完全地关断，或者它们可以以一定时间延迟(即，没有其PWM)的情况下接通，并且控制IGBT SA1、SA2在过零之后的接通和关断，并且这是基于诸如由传感器51测量的所感测的闭环电流和/或电压的电平来进行的。也就是说，所感测的电流/电压的电平确定在过零之后在接通/关断IGBT SA1、SA2之前的延迟时间的长度(在52所指示)，以便实现AC负载10的软起动，其中所感测的电流越大，在相应的正半周期和负半周期期间接通IGBT SA1、SA2的延迟时段越长。
图4示出了用于在AC马达10的软起动期间控制切换直列开关块22、24、26中的IGBTSA1、SA2的技术54以提供对图3中所示的内容的进一步解释，其中应认识到，例如，技术54将由控制器50实现。如其中所示出，技术54在步骤56处开始，其中在电流的正半周期期间受控制地接通SA2。如上面所阐述，基于马达电压和/或电流来确定在过零之后接通SA2的时间。在步骤58处，在电流的负半周期期间执行SA1的受控制的接通。同样，基于马达电压和/或电流来确定在过零之后接通SA1的时间。如在步骤60处所示，当在正半周期和负半周期期间控制IGBT SA1、SA2的切换时，确定被驱动的马达是否达到所期望的操作速度。如果如在62处所指示，确定马达尚未达到全速，则识别出期望马达的连续的软起动，并且该技术通过循环回到步骤56、58继续进行，在这两个步骤中继续在相应的正半周期和负半周期期间受控制地接通IGBT SA2和SA1。相反地，如果如在64处所指示，在步骤60处确定电机达到全速，则技术在步骤66处通过以下操作继续进行：同时地接通SA1和SA2两者而没有时间延迟，其中IGBT SA1、SA2因此在两者都被接通时用作旁通接触器。也就是说，由于马达全速操作，因此可以中止SA1和SA2的软起动操作和相关联的切换方案。
如图4进一步所示，技术54还包括其中监测软起动器20的故障条件的一个步骤/多个步骤。在步骤68处，确定软起动器20中是否存在故障条件，其中例如这样的故障条件是过载或过电流条件。可以基于从软起动器20获取的一个或多个所感测的电压和/或电流读数(包括三相输入电流、在开关块的IGBT 42两端的电流和/或三相负载输出电流或电压)来做出这个确定。这些电流/电压可以由传感器51或为软起动器20提供的其他感测设备获取。在确定是否存在故障条件时，可以将电压和/或电流读数与一个或多个预先确定的电流和/或电压阈值进行比较，并且如果任何所测量的电压/电流已经超过预先确定的极限/阈值，则可以识别故障条件。作为示例，可以测量/确定在软起动器20中的单独的IGBT 42两端的电流或电压并将其与相应电流阈值进行比较，或者可以将三相电流与软起动器20的输入电流额定值进行比较，以查看是否任何相电流都超过最大允许电流值。
如果如在70处所指示，在步骤68处确定在软起动器20中不存在故障条件，则技术继续其当前操作模式，诸如继续选择性地控制SA1、SA2的切换以实现马达的软起动(步骤56、58)或在SA1、SA2完全地接通的情况下使马达全速操作(步骤66)。然而，如果如在72处所指示，在步骤68处确定在软起动器20中存在故障条件，则技术在步骤74处通过关断SA1和SA2两者来继续进行。在将IGBT SA1和SA2切换到关断或非导通状态时，直列开关块22(以及块24、26)作为固态断路器操作，以阻挡电流从中流过并终止流过该软起动器20的电流。
根据本发明的另一方面，控制器50被编程为控制开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42的切换，以便实现用于AC马达10的软起动的电流的脉宽调制(PWM)。更具体地，控制器50根据切换算法来控制直列和续流开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42的切换，其中切换算法控制那些IGBT 42的切换以改变占空比(即，接通时段与接通/关断时段的总和的比率)并由此在起动期间使到AC负载10的电压斜升。图5至图7中还提供了对直列和续流开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42的切换的描述和图示。图5示出了针对软起动器20的一个相的直列开关块22中的IGBT SA1、SA2的切换，其中示出了在电流的相应的正半周期和负半周期期间IGBT SA1、SA2被接通和关断，其中IGBT SA1、SA2进一步通过PWM以高频率进行切换。图6示出了SA1、SA2的占空比(在78处所指示)随时间而在0％与100％之间斜升以在起动期间逐渐地增加到AC负载10的电压。
参考图7，示出了用于在AC马达10的软起动期间控制直列和续流开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42的切换的技术80，以提供对图5和图6中所示的内容的进一步解释，其中应认识到，例如技术80将通过控制器50来实现。如其中所示出，技术80在步骤82处开始，其中用PWM来受控制地操作直列开关块22、24、26中的IGBT 42，该PWM造成初始为0％的占空比。然后，技术80进行到步骤84，其中用PWM来控制直列开关块22、24、26中的IGBT 42，以便使占空比从其初始值/先前值增加，从而逐渐地增加和斜升到AC负载的电压10。
在步骤84期间，选择性地使续流开关块28、30、32中的IGBT 42在接通条件下操作，使得进入续流模式或时段。也就是说，在存在于PWM中的直列开关块22、24、26中的IGBT 42的关断时段期间，选择性地使续流开关块28、30、32中的IGBT 42在接通条件下操作以向AC负载10提供持续电流。作为示例，当直列开关块22中的IGBT SA2被关断达一定时段时，开关块30、32(图1)中的IGBT SA4、SA3被接通，以便过渡到续流时段，其中来自AC源12a、12b、12c的电力从AC负载10被切断，但是电流继续在续流开关块28、30、32中循环。当相A电流流入负载10(正电流)时，SA3为接通，并且当相A电流从负载流向续流电路28、30、32(负电流)时，SA4为接通。有源时段(其中直列开关块22、24、26中的IGBT 42接通)与有源时段和续流时段期间的总和的比率被称为占空比，并且是控制供应到AC负载10的平均电压的关键要素。
仍然参考图7，在技术80的下一步骤中，并在基于直列开关块22、24、26中的IGBT42的受控制的操作来增加占空比百分比时，在步骤86中确定是否AC马达被驱动达到所期望的操作速度。如果确定AC马达10尚未达到全速，如在88处所指示，则识别出期望继续马达的软起动，并且该技术通过循环回到步骤84继续进行，在这个步骤中，占空比从其先前值增加，以便进一步斜升到AC负载10的电压。相反地，如果如在90处所指示，在步骤86处确定马达已达到全速，则技术在步骤92处通过同时地接通(即，完全地选通)直列开关块22、24、26中的所有IGBT 42继续进行。也就是说，由于AC马达10全速操作，因此可以中止软起动操作和相关联的PWM。
如图7进一步所示，技术80还包括在PWM操作模式期间和在马达全速操作期间都监测软起动器20的故障条件的步骤。在步骤94处，确定软起动器20中是否存在故障条件，其中例如这样的故障条件是过载或过电流条件或另一个稳态或瞬态故障条件。可以基于从软起动器20获取的一个或多个所感测的电压和/或电流读数(包括三相输入电流、在开关块的IGBT两端的电流和/或三相负载输出电流或电压)来做出这个确定。这些电流/电压可以由传感器42或为软起动器20提供的其他感测设备获取。如果如在96处所指示，在步骤94处确定软起动器20中不存在故障条件，则技术80继续其当前操作模式，如上所述，该操作模式可以是PWM操作模式或马达全速操作，并且相应地控制直列开关块22、24、26和/或续流开关块28、30、32中的IGBT 42的相关联的切换。然而，如果如在98处所指示，在步骤94处确定软起动器20中存在故障条件，则技术将在步骤100处通过关断直列开关块22、24、26和续流开关块28、30、32中的所有IGBT 42继续进行。在将IGBT 42切换到关断或非导通状态时，开关块22、24、26、28、30、32用作固态断路器，以阻挡电流从中流过并终止流过该软起动器20的电流。
关于图4和图7的技术中示出和描述的软起动器20的操作模式，应认识到开关块22、24、26、28、30、32提供用于通过软起动器20的双向电力流控制。现在参考图8，描述了软起动器20中的直列开关块22、24、26和相关联的续流开关块28、30、32中的IGBT 42的用于这种双向电力流控制的操作，其中应认识到，开关块22、24、26、28、30、32中的每一者具有双向控制，以便在马达驱动操作模式和再生操作模式下都提供对流经软起动器20的电流的控制。也就是说，开关块22、24、26、28、30、32在马达驱动模式下控制从AC源12a、12b、12c流到AC负载10的电流(被限定为正电流)并在再生模式下控制从AC负载10流到AC源12a、12b、12c的电流(被限定为负电流)。
如图8所示，在其中存在正电流i1和正线间u1电压的第一操作条件下，直列开关块22、24、26中的IGBT S1处于充电操作模式，并且因此根据所期望的PWM方案来选择性地接通，而续流开关块28、30、32中的IGBT S3处于续流操作模式，并且因此在IGBT S1的关断时段期间选择性地接通。在存在负电流i1和正线间电压u1的第二操作条件下，续流开关块28、30、32中的IGBT S4处于充电操作模式，并且因此根据所期望的PWM方案来选择性地接通，而直列开关块22、24、26中的IGBT S2处于续流操作模式，并且因此在IGBT S4的关断时段期间选择性地接通。在存在负电流h和负线间电压u1的第三操作条件下，直列开关块22、24、26中的IGBT S2处于充电操作模式，并且因此根据所期望的PWM方案来选择性地接通，而续流开关块28、30、32中的IGBT S4处于续流操作模式，并且因此在IGBT S2的关断时段期间选择性地接通。在存在正电流i1和负线间电压u1的第四操作条件下，续流开关块28、30、32中的IGBTS3处于充电操作模式，并且因此根据所期望的PWM方案来选择性地接通，而直列开关块22、24、26中的IGBT S1处于续流操作模式，并且因此在IGBT S3的关断时段期间选择性地接通。
根据本发明的又一方面，控制器50被编程为控制开关块中的IGBT 42的切换，以便提供允许AC负载10以可变速度操作的软起动器20。更具体地，控制器50根据切换算法来控制直列开关块22、24、26中的IGBT 42的切换，其中切换算法控制那些IGBT 42的切换以控制软起动器20的输出电力的频率，以便使AC负载10以可变速度操作。出于讨论目的，图9中示出了在软起动器20的一个相的直列开关块22中的IGBT SA1、SA2的切换的图示，其中示出了在电流的相应的正半周期和负半周期期间IGBT SA1、SA2被接通和关断。更具体地，控制器50可以控制IGBT SA1、SA2的切换，使得SA1、SA2中的一个或多个可以在期间相应IGBT通常将保持接通的正半周期或负半周期期间保持关断。例如，如图9所示，SA2可以在过零之后并在第一正半周期102期间被接通，在过零之后并在第一负半周期104期间被关断，在过零之后并在第二正半周期106期间被关断，并且然后在过零之后并在第三正半周期108期间重新接通。可以类似地控制SA1，使得其在选择性负半周期期间保持关断。以此方式，并且基于其中SA1和SA2选择性地保持关断的半周期(在此期间它们通常将被接通)的数量，软起动器20的输出频率可以被选择性地控制和降低，其中这种降低可以以比软起动器中的现有减速技术所能提供的更小的间隔实现。
关于切换图9中所示的直列开关块22中的IGBT SA1、SA2以提供马达10的变速操作，应认识到，根据本发明的实施方案，这种切换可以在没有PWM(图3、图7)或具有PWM(图5、图7)的情况下实现。在没有实施PWM的情况下，可以仅经由直列开关块22、24、26中的IGBT42的受控制的切换来实现马达10的变速操作，其中应认识到，可以与在标准软起动器中SCR的控制/操作类似地控制IGBT 42的点火角。在实施PWM的情况下，马达10的变速操作可以经由直列开关块22、24、26中的IGBT 42的受控制的切换和续流开关块28、30、32中的IGBT 42的受控制的切换来实现。在任一情况下，在马达的软起动期间和在马达10以所期望的速度操作期间选择性地控制开关块22、24、26、28、30、32中的IGBT 42，以便向马达提供受控制的电压和电流，其中如先前关于图4和图7中所示的技术54、80所述，IGBT 42还被选择性地控制来在故障条件发生时为软起动器20提供断路器保护。
因此，有益地，本发明的实施方案提供了AC-AC电源转换器，诸如软起动器，其具有内置于其中的断路器能力和功能性以防止可能存在于电源转换器中的过电流或其他瞬态或稳态故障条件。因此，将固态断路器结合到AC-AC电源转换器中提供有效的解决方案来限制例如高达100kA或更高的高电流故障对AC-AC电源转换器的损坏。提供断路器能力的固态开关的布置还提供了以下形式的电力控制功能性：用于负载的软起动的电流和电压输出控制、通过软起动器的双向电力流控制、输出电力的脉宽调制、以及改变/变化马达速度的能力。
因此，根据本发明的一个实施方案，AC-AC电源转换器包括：输入，该输入可连接到AC源的线路端子；输出，该输出可连接到AC负载的负载端子；以及一条或多条电源线，该一条或多条电源线连接输入和输出以将电力从AC源传输到AC负载，每条电源线对应于AC负载中的相。该AC-AC电源转换器还包括：多个直列固态开关块，该多个直列固态开关块连接在线路端子与负载端子之间，使得每条电源线包括多个直列固态开关块中的连接到其的相应一个；以及多个续流固态开关块，该多个续流固态开关块在一端处连接到负载端子并且在另一端处一起连接在公共连接处，使得每条电源线包括多个续流固态开关块中的连接到其的相应一个，其中多个直列固态开关块中的每一者和多个续流固态开关块中的每一者包括双向开关块，该双向开关块选择性地在两个方向上控制电流并承受电压。
根据本发明的另一个实施方案，AC-AC电源转换器包括：输入，该输入可连接到AC源的线路端子；输出，该输出可连接到AC负载的负载端子；以及一条或多条电源线，该一条或多条电源线连接输入和输出以将电力从AC源传输到AC负载，每条电源线对应于AC负载中的相。该AC-AC电源转换器还包括多个固态开关块，每个固态开关块包括有或没有附带二极管的固态开关布置，其形成双向开关块，该双向开关块在两个方向上控制电流并承受电压。该AC-AC电源转换器还包括控制器，该控制器可操作地连接到多个固态开关块中的每一者，该控制器被编程为选择性地使多个固态开关块中的固态开关在导通状态与非导通状态之间切换以实现AC负载的全速操作、AC负载在小于全速操作电压的电压下的软起动、以及在断路器功能中流过AC-AC电源转换器的电流的选择性中断。
根据本发明的又一个实施方案，操作AC-AC电源转换器的方法包括：在AC-AC电源转换器的输入处接收AC电力；以及经由控制器将提供给AC-AC电源转换器的或存在于AC-AC电源转换器中并由一个或多个电压或电流传感器获取的电力的一个或多个电流和电压参数与一个或多个相应电流和电压阈值进行比较。该方法还包括：如果一个或多个测量或确定的电流和电压参数超过一个或多个相应电流和电压阈值，则经由控制器识别AC-AC电源转换器中的故障条件；以及经由控制器控制集成到AC-AC电源转换器中的固态断路器，以在识别出故障条件时中断流过AC-AC电源转换器的电流，该固态断路器包括多个固态开关块，该多个固态开关块连接在AC-AC电源转换器的线路端子和负载端子之间，其中固态开关块中的每一者包括：一对固态开关，该对固态开关彼此反串联地连接；以及一对二极管，每个二极管与该对固态开关反并联地连接，其中该对二极管还彼此反串联地连接。在控制固态断路器以中断电流中，该方法还包括将每个相应固态开关块中的该对固态开关中的每一者切换到非导通关断状态，以便中断流过AC-AC电源转换器的电流。
已根据优选的实施方案描述了本发明，并且认识到，除了明确指出的那些以外，等同形式，替代形式和修改形式也是可能的并且在附加权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种AC-AC电源转换器，包括：
输入，所述输入可连接到AC源的线路端子；
输出，所述输出可连接到AC负载的负载端子；
一条或多条电源线，所述一条或多条电源线连接所述输入和所述输出以将电力从所述AC源传输到所述AC负载，每条电源线对应于所述AC负载中的相；和
多个直列固态开关块，所述多个直列固态开关块连接在所述线路端子与所述负载端子之间，使得每条电源线包括所述多个直列固态开关块中的连接到其的相应一个；和
多个续流固态开关块，所述多个续流固态开关块在一端处连接到所述负载端子并且在另一端处一起连接在公共连接处，使得每条电源线包括所述多个续流固态开关块中的连接到其的相应一个；
其中所述多个直列固态开关块中的每一者和所述多个续流固态开关块中的每一者包括双向开关块，所述双向开关块选择性地在两个方向上控制电流并承受电压。
2.根据权利要求1所述的AC-AC电源转换器，其中所述多个直列固态开关块中的每一者和所述多个续流固态开关块中的每一者包括：
第一固态开关，所述第一固态开关可在导通状态和非导通状态下操作；
第一二极管，所述第一二极管与所述第一固态开关反并联；
第二固态开关，所述第二固态开关可在导通状态和非导通状态下操作，所述第二固态开关相对于所述第一固态开关反串联地布置；和
第二二极管，所述第二二极管与所述第二固态开关反并联并在与所述第一二极管相反的方向上提供电流阻挡。
3.根据权利要求2所述的AC-AC电源转换器，还包括控制器，所述控制器可操作地连接到所述多个直列固态开关块，所述控制器被编程为：
基于由此接收到的电压值和电流值中的一者或多者来识别所述AC-AC电源转换器中的故障条件；并且
在识别出所述故障条件时将所述第一固态开关和所述第二固态开关切换到所述非导通状态，以便中断流过所述直列固态开关块的电流并提供所述AC-AC电源转换器中的断路能力。
4.根据权利要求3所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器还被编程为控制所述多个直列固态开关块中的每一者中的所述第一固态开关和所述第二固态开关的切换以控制从所述AC-AC转换器输出的电流，以便提供所述AC负载的软起动。
5.根据权利要求4所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器还被编程为：
在正电流半周期期间使所述第二固态开关在所述导通状态下操作并使所述第一固态开关在所述非导通状态下操作；
在负电流半周期期间使所述第一固态开关在所述导通状态下操作并使所述第二固态开关在所述非导通状态下操作。
6.根据权利要求5所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器还被编程为基于所述AC-AC电源转换器中的闭环电流值来延迟在电流过零之后将所述第一固态开关和所述第二固态开关从所述非导通状态切换到所述导通状态达一时间段，以便控制所述AC-AC电源转换器的占空比。
7.根据权利要求5所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器还被编程为控制所述多个直列固态开关块中的每一者和所述多个续流固态开关块中的每一者中的所述第一固态开关和所述第二固态开关的切换以执行对来自所述AC源的所述电力的脉宽调制(PWM)，其中所述控制器被编程为：
在期间所述开关处于所述导通状态的相应正或负电流半周期期间使所述多个直列固态开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关以所期望的频率在所述非导通状态与所述导通状态之间切换；并且
当所述多个直列固态开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关处于所述非导通状态时，选择性地使所述多个续流固态开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关在所述导通状态下操作，以便向所述AC负载提供连续电流。
8.根据权利要求5所述的AC-AC电源转换器，所述控制器还被编程为：
在相应正电流半周期期间，选择性地使所述第二固态开关在所述非导通状态下操作，而不是在正电流半周期期间在其正常导通状态下操作；并且
在相应负电流半周期期间，选择性地使所述第一固态开关在所述非导通状态下操作，而不是在负电流半周期期间在其正常导通状态下操作；
其中所述第二固态开关在相应正电流半周期期间在所述非导通状态下的所述选择性操作和所述第一固态开关在相应负电流半周期期间在所述非导通状态下的所述选择性操作提供经由所述AC-AC电源转换器对所述AC负载的变速操作。
9.根据权利要求3所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器还被编程为在所述AC负载达到全操作速度时将所述多个直列固态开关块中的每一者中的所述第一固态开关和所述第二固态开关完全地选通到所述导通状态，使得所述第一固态开关和所述第二固态开关用作旁通接触器。
10.根据权利要求2所述的AC-AC电源转换器，其中所述第一固态开关和所述第二固态开关包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或集成栅换流型晶闸管(IGCT)中的一者，并且其中所述第一固态开关和所述第二固态开关和/或二极管由宽带隙(WBG)材料组成，所述WBG材料包括硅(Si)、碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)。
11.根据权利要求1所述的AC-AC电源转换器，其中所述多个直列固态开关块中的每一者和所述多个续流固态开关块中的每一者包括反向阻挡绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT)。
12.根据权利要求1所述的AC-AC电源转换器，还包括流电隔离断开开关，所述流电隔离断开开关位于所述输入与所述多个直列固态开关块之间，使得所述AC-AC电源转换器满足标准UL489。
13.一种AC-AC电源转换器，包括：
输入，所述输入可连接到AC源的线路端子；
输出，所述输出可连接到AC负载的负载端子；
一条或多条电源线，所述一条或多条电源线连接所述输入和所述输出以将电力从所述AC源传输到所述AC负载，每条电源线对应于所述AC负载中的相；和
多个固态开关块，每个固态开关块包括有或没有附带二极管的固态开关布置，其形成双向开关块，所述双向开关块在两个方向上控制电流并承受电压；和
控制器，所述控制器可操作地连接到所述多个固态开关块中的每一者，所述控制器被编程为选择性地使所述多个固态开关块中的所述固态开关在导通状态与非导通状态之间切换以实现所述AC负载的全速操作、所述AC负载在小于全速操作电压的电压下的软起动、以及在断路器功能中流过所述AC-AC电源转换器的电流的选择性中断。
14.根据权利要求13所述的AC-AC电源转换器，其中所述多个固态开关块包括：
直列开关块，所述直列开关块连接在所述线路端子与所述负载端子之间，使得每条电源线包括所述多个直列固态开关块中的连接到其的相应一个；和
续流开关块，所述续流开关块在一端处连接到所述负载端子并且在另一端处一起连接在公共连接处，使得每条电源线包括所述多个续流固态开关块中的连接到其的相应一个。
15.根据权利要求14所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器被编程为：
基于由此接收到的电压值和电流值中的一者或多者来识别所述AC-AC电源转换器中的故障条件；并且
将所述直列开关块中的所述固态开关布置中的每个固态开关切换到所述非导通状态，以便中断流过所述直列固态开关块的电流。
16.根据权利要求14所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器被编程为在所述AC负载达到全操作速度时，在完全地选通的条件下，将所述直列开关块中的所述固态开关布置中的每个固态开关切换到所述导通状态。
17.根据权利要求14所述的AC-AC电源转换器，其中所述直列开关块中的每一者和所述续流开关块中的每一者包括：
第一固态开关和第二固态开关，所述第一固态开关和所述第二固态开关彼此反串联地连接；和
一对二极管，每个二极管与所述第一固态开关和所述第二固态开关中的相应一个反并联地连接，其中所述一对二极管还彼此反串联地连接。
18.根据权利要求17所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器被编程为：
在所述直列开关块中的正电流半周期期间使所述第二固态开关在所述导通状态下操作并使所述第一固态开关在所述非导通状态下操作；
在所述直列开关块中的负电流半周期期间使所述第一固态开关在所述导通状态下操作并使所述第二固态开关在所述非导通状态下操作；并且
实现以下项中的一者：
基于所述AC-AC电源转换器中的闭环电流值来延迟在电流过零之后将所述直列开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关从所述非导通状态切换到所述导通状态，以便在每个半周期结束时，提供所述AC负载的软起动，其中所述第一固态开关和所述第二固态开关中的以一定延迟接通的所述相应一个在所述相的下一次电流过零时关断；或
脉宽调制(PWM)方案，所述PWM方案用于在期间所述开关处于所述导通状态的相应正或负电流半周期期间使所述直列开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关以所期望的频率在所述非导通状态与所述导通状态之间切换；
其中，在所述PWM方案的实施期间，所述控制器还被编程为当所述多个直列固态开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关处于所述非导通状态时，选择性地使所述多个续流固态开关块中的所述第一固态开关和所述第二固态开关在所述导通状态下操作，以便向所述AC负载提供连续电流。
19.根据权利要求17所述的AC-AC电源转换器，其中所述控制器被编程为：
在相应正电流半周期期间，选择性地使所述直列开关块中的所述第二固态开关在所述非导通状态下操作，而不是在正电流半周期期间在其正常导通状态下操作；并且
在相应负电流半周期期间，选择性地使所述直列开关块中的所述第一固态开关在所述非导通状态下操作，而不是在负电流半周期期间在其正常导通状态下操作；
其中所述第二固态开关在相应正电流半周期期间在所述非导通状态下的所述选择性操作和所述第一固态开关在相应负电流半周期期间在所述非导通状态下的所述选择性操作提供对所述AC负载的变速操作。
20.一种操作AC-AC电源转换器的方法，所述方法包括：
在所述AC-AC电源转换器的输入处接收AC电力；
经由控制器将提供给所述AC-AC电源转换器的或存在于所述AC-AC电源转换器中并由一个或多个电压或电流传感器获取的电力的一个或多个电流和电压参数与一个或多个相应电流和电压阈值进行比较；
如果所述一个或多个测量或确定的电流和电压参数超过所述一个或多个相应电流和电压阈值，则经由所述控制器识别所述AC-AC电源转换器中的故障条件；以及
经由所述控制器控制集成到所述AC-AC电源转换器中的固态断路器，以在识别出所述故障条件时中断流过所述AC-AC电源转换器的电流，所述固态断路器包括多个固态开关块，所述多个固态开关块连接在所述AC-AC电源转换器的线路端子和负载端子之间，其中所述固态开关块中的每一者包括：
一对固态开关，所述一对固态开关彼此反串联地连接；和
一对二极管，每个二极管与所述一对固态开关反并联地连接，其中所述一对二极管还彼此反串联地连接；
其中控制所述固态断路器以中断电流包括将每个相应固态开关块中的所述一对固态开关中的每一者切换到非导通关断状态，以便中断流过所述AC-AC电源转换器的电流。
CN201880056399.1A 2017-09-21 2018-09-21 具有集成固态断路器的软起动器ac-ac转换器及其操作方法 Active CN111095773B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/711152 2017-09-21
US15/711,152 US11038340B2 (en) 2017-09-21 2017-09-21 Soft-starter AC-AC converter with integrated solid-state circuit breaker and method of operation thereof
PCT/EP2018/075684 WO2019057931A1 (en) 2017-09-21 2018-09-21 SOFT-START AC-TO-BUILT CONVERTER WITH INTEGRATED SEMICONDUCTOR CIRCUIT BREAKER AND METHOD OF OPERATION THEREFOR

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111095773A true CN111095773A (zh) 2020-05-01
CN111095773B CN111095773B (zh) 2023-08-01

Family

ID=63683202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880056399.1A Active CN111095773B (zh) 2017-09-21 2018-09-21 具有集成固态断路器的软起动器ac-ac转换器及其操作方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11038340B2 (zh)
CN (1) CN111095773B (zh)
DE (1) DE112018004227T5 (zh)
WO (1) WO2019057931A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111786355A (zh) * 2020-06-23 2020-10-16 上海电器科学研究所（集团）有限公司 一种抑制直流母线支撑电容短路保护装置及保护方法
CN112003357A (zh) * 2020-08-25 2020-11-27 中车株洲电力机车研究所有限公司 基于固态开关的电路控制方法和固态开关
CN112152599A (zh) * 2020-08-13 2020-12-29 中车株洲电力机车研究所有限公司 全固态直流断路器
CN112670955A (zh) * 2020-12-10 2021-04-16 合肥同智机电控制技术有限公司 一种基于双n沟道igbt串联的电机继电保护装置
CN114172382A (zh) * 2022-02-11 2022-03-11 浙江大学 输出并联型双有源桥式变流器及热分布优化方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3895271B1 (en) * 2018-12-10 2023-10-18 Eaton Intelligent Power Limited Fault current mitigation method and system for solid state circuit breaker
US11132890B2 (en) * 2019-05-15 2021-09-28 Johnson Controls Fire Protection LP Fault isolation locality
US11973335B1 (en) * 2019-06-13 2024-04-30 Renu, Inc. Solid state circuit breaker
US11431160B2 (en) 2019-06-19 2022-08-30 Eaton Intelligent Power Limited Hybrid circuit breaker assembly
US11205979B2 (en) * 2019-08-22 2021-12-21 Eaton Intelligent Power Limited Fault tolerant motor and zone controller apparatus
EP3916998A1 (de) * 2020-05-25 2021-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines asynchronmotors
CN116830448A (zh) * 2021-02-10 2023-09-29 伊顿智能动力有限公司 使用电力电子开关设备的对电机软启动器的控制
CA3211455A1 (en) 2021-02-23 2022-09-01 Onx, Inc. Method and arrangement for constructing and interconnecting prefabricated building modules
US11955900B2 (en) * 2021-06-30 2024-04-09 Abb Schweiz Ag Soft turn-off for motor controllers
CN113852051B (zh) * 2021-09-13 2022-05-10 中国科学院电工研究所 具有双向开断和软起动功能的直流固态断路器及控制方法
KR102596022B1 (ko) * 2022-12-23 2023-11-01 한국전자기술연구원 소프트 스타터 및 소프트 스타터를 이용한 유도 모터 파라미터의 추정 방법
US11873251B1 (en) 2023-02-17 2024-01-16 Onx, Inc. Concrete composition for use in construction and methods of applying the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070217243A1 (en) * 2004-06-01 2007-09-20 Eiji Yamamoto Pwm Cycloconverter And Control Method For Pwm Cycloconverter
US20080130183A1 (en) * 2004-10-04 2008-06-05 Daikin Industries, Ltd. Power Supply Circuit Protecting Method and Apparatus for the Same
CN102739127A (zh) * 2012-06-19 2012-10-17 广州智光电气股份有限公司 一种多台高压电机固态软起动装置及其方法
US20150115906A1 (en) * 2013-10-24 2015-04-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Matrix converter
CN104995831A (zh) * 2012-12-27 2015-10-21 伊顿公司 用于软启动电机和其它应用的ac到ac转换器及其操作方法
US20150333685A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Quasi vector motor controller

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923143A (en) 1998-03-20 1999-07-13 York International Corporation Solid state motor starter with energy recovery
US6771056B1 (en) 2001-10-31 2004-08-03 Ixys Corporation AC controller with reverse blocking IGBT
US8384369B2 (en) 2010-02-16 2013-02-26 Cavet Holdings Limited Microprocessor controlled variation in cut-out pulse application in alternating current power
US9425702B2 (en) 2014-05-29 2016-08-23 Eaton Corporation System and method for safe switching in an AC-to-AC converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070217243A1 (en) * 2004-06-01 2007-09-20 Eiji Yamamoto Pwm Cycloconverter And Control Method For Pwm Cycloconverter
US20080130183A1 (en) * 2004-10-04 2008-06-05 Daikin Industries, Ltd. Power Supply Circuit Protecting Method and Apparatus for the Same
CN102739127A (zh) * 2012-06-19 2012-10-17 广州智光电气股份有限公司 一种多台高压电机固态软起动装置及其方法
CN104995831A (zh) * 2012-12-27 2015-10-21 伊顿公司 用于软启动电机和其它应用的ac到ac转换器及其操作方法
US20150115906A1 (en) * 2013-10-24 2015-04-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Matrix converter
US20150333685A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Quasi vector motor controller

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111786355A (zh) * 2020-06-23 2020-10-16 上海电器科学研究所（集团）有限公司 一种抑制直流母线支撑电容短路保护装置及保护方法
CN112152599A (zh) * 2020-08-13 2020-12-29 中车株洲电力机车研究所有限公司 全固态直流断路器
CN112003357A (zh) * 2020-08-25 2020-11-27 中车株洲电力机车研究所有限公司 基于固态开关的电路控制方法和固态开关
CN112670955A (zh) * 2020-12-10 2021-04-16 合肥同智机电控制技术有限公司 一种基于双n沟道igbt串联的电机继电保护装置
CN114172382A (zh) * 2022-02-11 2022-03-11 浙江大学 输出并联型双有源桥式变流器及热分布优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111095773B (zh) 2023-08-01
DE112018004227T5 (de) 2020-05-14
US11038340B2 (en) 2021-06-15
WO2019057931A1 (en) 2019-03-28
US20190089146A1 (en) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111095773B (zh) 具有集成固态断路器的软起动器ac-ac转换器及其操作方法
US11631973B2 (en) Adjustable speed drive with integrated solid-state circuit breaker and method of operation thereof
US9318969B2 (en) Frequency converter with DC link capacitor and method for pre-charging the DC link capacitor
US6744644B2 (en) Soft-start of DC link capacitors for power electronics and drive systems
CN101540502B (zh) 包括防止过流和过压的设备的速度控制器
EP0867998A1 (en) A plant for transmitting electric power
CN109983680B (zh) 固态开关***
CN110383677B (zh) 电动机的驱动装置以及制冷循环适用设备
CN103534916A (zh) 功率转换装置
WO2014166660A1 (en) Current limiter
CN108847835B (zh) 一种功率器件驱动保护电路及其控制方法
CN110073592B (zh) 用于电驱动***的保护装置、电驱动***和用于运行电驱动***的方法
CN112311366B (zh) 基于阴极短路栅控晶闸管的隔离型双向直流固态断路器
WO2019021128A1 (en) LOAD PROTECTION
EP2984729B1 (en) Power supply apparatus with controllable multiple input rectification
US11557979B2 (en) Variable frequency drive with integrated front-end rectifier and bypass
US10291159B2 (en) Control system, controller, and control method for wound induction machine
US6594130B2 (en) Method and circuit for the protection of a thyristor
JP4247771B2 (ja) 電気回路
CA2219255C (en) Control apparatus for a converter for transmitting electric power between an alternating voltage network and a direct voltage network
JP7191304B2 (ja) 誘導電動機の起動制御装置及び制御システム
CN210431374U (zh) 一种固态电子开关
US12034292B2 (en) Adjustable speed drive with integrated solid-state circuit breaker and method of operation thereof
WO2023187863A1 (ja) 駆動回路、駆動回路の制御方法
US20230187963A1 (en) Systems and methods of accelerating transfer in a static transfer switch

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant