用于在紧急情况下变频器运行控制的系统

摘要

提供了用于在紧急情况下变频器运行控制的系统，该系统包括：变频器；上位控制器，其配置为设定用于变频器正常运行的第一运行模式和响应于变频器紧急情况的第二运行模式；和控制器，其配置为，通过在设定了第一运行模式时，当变频器的测量电压值或测量电流值满足第一条件时，停止变频器的运行，以及在设定了第二运行模式时，即使当变频器的测量电压值或测量电流值满足第一条件时，仍保持变频器的运行，来控制变频器的运行。

说明书

技术领域

本公开涉及用于在紧急情况下变频器运行控制的系统。更具体地，根据 本公开的示例性实施例，当变频器在紧急情况下需要连续运行时，用于变频 器运行控制的系统能够通过忽略变频器的轻微故障而连续运行。

背景技术

变频器是一种控制电动机转矩和转速的设备。已经介绍了各种电动机转 速控制方法，其中一些具有代表性的方法是第一电压控制方法和频率控制方 法。变频器可用于例如效率控制、功率因数控制等。此外，变频器还可以通 过应用于例如初级电源(preliminarypowersupply)、用于计算机的不间断电 源、直流输电等来使用。

使用变频器的目的是用于过程控制、工厂自动化和节能。例如，在加热 炉鼓风机的情况下，变频器可以根据产品的类型或数量来控制鼓风机的转速。 加热炉炉内的温度可以通过控制鼓风机的风量而控制为最佳温度，从而也可 以提高产品的质量。因此，可以实现能源消耗的大幅节省。目前，用于开发 当紧急情况例如瞬时停电发生时有效控制变频器的技术的研究正在积极进行 中。

在常规技术中，变频器在运行过程中发生故障时应立即停止运行，并在 故障修复后再重新启动运行。

然而，在变频器驱动例如消防泵、隧道内的通风机等装置的情况下，当 由于变频器发生轻微故障而经常停止运行时，在紧急情况下可能造成严重的 事故。

发明内容

本公开旨在实现的技术挑战之一是提供一种用于变频器运行控制的系 统，其当在紧急情况下需要连续运行变频器时，能够通过忽略变频器的轻微 故障而连续运行。

本公开的技术挑战并不仅限于上述技术挑战。没有提及的其他技术挑战 对于由下述说明书所建议的具体实施例所属于的技术领域技术人员来说将是 清楚可理解的。

在本公开的总体方案中，提供一种用于在紧急情况下变频器运行控制的 系统，所述系统包括：变频器；上位控制器，其配置为设定用于所述变频器 正常运行的第一运行模式和响应于变频器的紧急情况的第二运行模式；和控 制器，其配置为通过如下来控制所述变频器的运行：在设定了所述第一运行 模式时，当变频器的测量电压值或测量电流值满足第一条件时，停止所述变 频器的运行，以及在设定了所述第二运行模式时，即使当变频器的测量电压 值或测量电流值满足第一条件时，仍保持所述变频器的运行。

在本公开的一些示例性实施例中，在设定了所述第二运行模式时，当变 频器的测量电压值或测量电流值满足第二条件时，所述控制器可以停止所述 变频器的运行。

在本公开的一些示例性实施例中，所述第一条件可以包括命令缺失 (commandloss)、电压或电流过载达不到第二条件、输出缺相、低电压，或 通风机发生跳闸中的至少其中一个。

在本公开的一些示例性实施例中，所述第二条件可以包括故障信号的产 生、可能导致对连接至变频器的设备以及对变频器的继发损坏。

在本公开的一些示例性实施例中，所述第二条件可以包括过电流跳闸条 件、过电压跳闸条件、硬件故障条件，或预定的外部情况故障条件中的至少 其中一个。

在本公开的一些示例性实施例中，所述过电流跳闸条件可以包括由于臂 短路(armshort)导致的过电流跳闸发生或由于输出过电流导致的过电流跳 闸发生。

在本公开的一些示例性实施例中，所述硬件故障条件可以包括电流检测 电路中的故障或所述控制器中的故障。

在本公开的一些示例性实施例中，所述系统进一步包括：电压检测单元； 和电流检测单元，其中所述变频器可以包括：整流单元，其配置为通过将输 入的交流(AC)电整流而输出；平滑单元，其配置为通过将从所述整流单元 输入的输出电压平滑而输出直流环节电压(DC-linkvoltage)；以及逆变器单 元，其配置为通过将从所述平滑单元输入的直流(DC)电压变换为AC电压 而输出AC(交流)电压，其中所述电压检测单元可以通过连接至所述变频 器的平滑单元来测量DC环节电压的值，以及所述电流检测单元可以通过连 接至所述变频器的输出端来测量所述变频器的输出电流的值。

在本公开的一些示例性实施例中，所述变频器可以包括多个变频器，所 述控制器可以包括对应于所述多个变频器中的每一个而安装的多个控制器， 所述上位控制器可以针对从所述多个变频器中选择出的至少一个变频器来设 定第一运行模式或第二运行模式，并且所述多个控制器中的每一个可以通过 在设定了所述第一运行模式时，当变频器的测量电压值或测量电流值满足第 一条件时，停止所述变频器的运行，以及在设定了所述第二运行模式时，即 使当变频器的测量电压值或测量电流值满足第一条件时，仍保持所述变频器 的运行，来控制相应的变频器的运行。

在本公开的一些示例性实施例中，所述系统进一步包括：存储器，其由 控制器控制，配置为存储与所述第一运行模式和所述第二运行模式相符的运 行信息，以及在每一个运行模式下所产生的故障信息。

在本公开的一些示例性实施例中，变频器可以包括多个变频器，控制器 可以包括对应于所述多个变频器中的每一个而安装的多个控制器，上位控制 器可以针对从所述多个变频器选择出的至少一个变频器来设定所述第一运行 模式或所述第二运行模式，并且所述多个控制器中的每一个可以控制相应的 变频器的运行。

在本公开的一些示例性实施例中，变频器可以包括多个变频器，上位控 制器可以针对从所述多个变频器选择出的至少一个变频器来设定所述第一运 行模式或所述第二运行模式，以及所述控制器可以根据运行模式来控制每一 个变频器的运行，所述运行模式是通过由所述上位控制器为多个变频器中的 每一个设定各自的运行模式来设定的。

在本公开的一些示例性实施例中，所述上位控制器可以通过基于由多个 变频器中的每一个所驱动的负载的类型来选择第一运行模式或第二运行模式 中的任一个而进行设定。

在本公开的一些示例性实施例中，所述上位控制器可以通过基于由多个 变频器中的每一个所驱动的负载的类型或重要性来选择第一运行模式或第二 运行模式中的任一个而进行设定。

在本公开的一些实施例中，所述上位控制器可以通过基于由多个变频器 中的每一个所驱动的负载的整体电力消耗中由相关负载所占有的电力消耗的 重要性来选择第一运行模式或第二运行模式中的任一个而进行设定。

在本公开的一些示例性实施例中，所述上位控制器可以在相关变频器运 行之前，为多个变频器中的每一个预设运行模式。

在本公开的一些示例性实施例中，所述上位控制器可以基于整个负载或 在相关变频器运行期间发生紧急情况时为多个变频器中的每一个动态地设定 运行模式。

根据本公开的示例性实施例，当变频器需要在紧急情况下连续运行时， 通过使变频器经由单独的外部输入信号忽略轻微故障而连续运行，可以预防 在紧急时由于变频器的停机所引起的事故风险。

附图说明

图1是示出根据本公开的示例性实施例的用于在紧急情况下变频器运行 控制的系统的框图。

图2是示出根据本公开的示例性实施例的在紧急情况下设定变频器运行 模式的图。

图3是示出根据本公开的示例性实施例的当用于在紧急情况下变频器运 行控制的系统中设定了第一模式时变频器运行控制方法的流程图。

图4是示出根据本公开的示例性实施例的当用于在紧急情况下变频器运 行控制的系统中设定了第二模式时变频器运行控制方法的流程图。

图5是示出根据本公开的另一示例性实施例的用于在紧急情况下变频器 运行控制的系统的框图。

图6是示出根据本公开的又一示例性实施例的用于在紧急情况下变频器 运行控制的系统的框图。

具体实施方式

在下文中，现在将详细提到本公开的实施例，其中的示例在附图中示出。 然而，本公开可以采用许多不同的形式来具体实现，且不应当被解释为局限 于本文中所提出的实施例；相反，包括在其他后续发明或落在本公开的精神 和范围内的其他替换实施例将向本领域技术人员充分传达本发明的概念。

虽然本公开所使用的术语是选自一般公知的术语和已用的术语，但在本 公开的说明书中所提及的一些术语都曾经经过申请人的酌量选择，其详细的 含义都在本文中说明书的相应部分进行了描述。因此，本公开不应该仅仅通 过所使用的一般术语而是应该通过每一个术语内在的含义来被理解。

也就是，在本文以下的描述中，术语“包括”或“包含”不排除存在除 了所列出的元件或步骤以外的其他元件或步骤。

图1是示出根据本公开的示例性实施例的用于在紧急情况下变频器运行 控制的系统的框图。

参照图1，用于变频器运行控制的系统100可以包括变频器110、感应电 动机120、电压检测单元130、电流检测单元140、控制器150、上位控制器 160和存储器170。

变频器110可以包括整流单元111、平滑单元112和逆变器单元113。

整流单元111可以通过将输入的AC电整流而输出。平滑单元112可以 通过将从整流单元111输入的输出电压平滑而输出DC环节电压。平滑单元 112可以包括电容器。逆变器单元113可以通过将从平滑单元112输入的DC 电压变换为AC电压而输出AC电压。

变频器110可以通过由控制器150控制来驱动感应电动机120。

感应电动机120可以由逆变器单元113输出的交流电压驱动。

电压检测单元130可以测量DC环节电压的值。电压检测单元130可以 检测出过电压。

电流检测单元140可以通过安装在逆变器单元113和感应电动机120处 来检测出电路中流动的过电流。

控制器150可以根据由电压检测单元130和电流检测单元140所检测到 的电压值和电流值来产生控制信号以控制逆变器单元113，并且可以将产生 的控制信号发送给变频器110。

当在紧急情况下需要变频器连续运行时，为了使变频器110能够忽略轻 微故障而连续运行，上位控制器160可以设定控制器150的紧急运行模式。

控制器150可以通过根据上位控制器160的设定操作将变频器110的运 行模式设定为正常运行模式或紧急运行模式来控制变频器110的运行。

为此，上位控制器160可以设定用于变频器110正常运行的第一运行模 式和响应于变频器110的紧急情况的第二运行模式。

在上位控制器160设定了第一运行模式时，当变频器110的测量电压值 或测量电流值满足第一条件时，控制器150可以停止变频器110的运行。

同时，在上位控制器160设定了第二运行模式时，即使变频器110的测 量电压值或测量电流值满足第一条件时，控制器150仍可以保持变频器110 的运行。

在设定了第二运行模式时，当变频器110的测量电压值或测量电流值满 足第二条件时，控制器150可以停止变频器110的运行。

此处，第一条件可以包括命令缺失、电压或电流过载达不到第二条件、 输出缺相、低电压、或通风机发生跳闸中的至少其中一个。

第二条件可以包括故障信号的产生、可能导致对连接至变频器110的设 备以及对变频器110的继发损坏。例如，第二条件可以包括过电流跳闸条件、 过电压跳闸条件、硬件故障条件，或预定的外部情况故障条件中的至少其中 一个。

过电流跳闸条件可以包括由于臂短路导致的过电流跳闸产生或由于输出 过电流导致的过电流跳闸产生。例如，当电流超过构成逆变器单元113的 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)额定电流的130％时会产生过电流跳闸。

过电流跳闸条件可以包括由于输出过电流导致的过电流跳闸产生。例如， 当电流大于逆变器单元113的额定电流的250％时，会产生过电流跳闸。

当超过逆变器单元113的额定电压的电压被施加时，会产生过电压跳闸。

硬件故障条件可以包括电流检测电路中的故障或控制器150中的故障。

预定的外部情况故障条件可以包括通过安装在上位控制器160处的传感 器所检测到的各种报警。

存储器170可以通过由控制器150控制而存储与第一运行模式和第二运 行模式相符的运行信息，以及在每一个运行模式下所产生的故障信息。此外， 存储器170可以将所存储的运行模式和故障信息提供给控制器150。变频器 的制造商可以参考存储器170中所存储的运行信息和故障信息来理解每一个 运行模式下的故障历史。

图2是示出根据本公开的示例性实施例的在紧急情况下设定变频器运行 模式的图。

参照图2，控制器150可以执行变频器的参数初始化(S1)。

控制器150可以判定是否从上位控制器160输入了紧急运行模式设定信 号(S2)。

当步骤S2中判定的结果是从上位控制器160输入了紧急运行模式设定 信号时，控制器150可以设定变频器110的运行模式为紧急运行模式(S3)。

当步骤S2中判定的结果是没有从上位控制器160输入紧急运行模式设 定信号时，控制器150可以设定变频器110的运行模式为正常运行模式(S4)。

控制器150可以通过根据设定的运行模式而执行正常运行模式或紧急运 行模式来驱动电动机以控制变频器110(S5)。

图3是示出根据本公开的示例性实施例的当用于在紧急情况下变频器运 行控制的系统中设定了第一模式时变频器运行控制方法的流程图。

参照图3，控制器150可以从上位控制器160接收运行命令(S11)。控 制器150可以向逆变器单元113输出用于运行的控制信号(S12)。逆变器单 元113可以通过根据控制器150的控制信号而执行操作来驱动感应电动机 120(S13)。

电压检测单元130可以检测变频器110的DC母线电压值(S14)。

电流检测单元140可以检测变频器110的输出电流值(S15)。

控制器150可以判定是否产生了所测得的DC环节电压值或所测得的输 出电流值满足第一条件的故障(S16)。

当步骤S16中判定的结果是产生了所测得的DC环节电压值或所测得的 输出电流值满足第一条件的故障时，控制器150可以通过向逆变器单元113 输出用于停止运行的控制信号来停止变频器110的运行(S17)。

当步骤S16中判定的结果是没有产生所测得的DC环节电压值或所测得 的输出电流值满足第一条件的故障时，控制器150可以保持变频器110的运 行状态(S18)。

图4是示出在根据本公开的示例性实施例的用于在紧急情况下变频器运 行控制的系统中设定了第二模式时变频器运行控制方法的流程图。

参照图4，控制器150可以从上位控制器160接收运行命令(S11)。控 制器150可以向逆变器单元113输出用于运行的控制信号(S12)。逆变器单 元113可以根据控制器150的控制信号而执行操作来驱动感应电动机120 (S23)。

电压检测单元130可以检测变频器110的DC环节电压值(S24)。

电流检测单元140可以检测变频器110的输出电流值(S25)。

控制器150可以判定是否产生了所测得的DC环节电压值或所测得的输 出电流值满足第一条件的故障(S26)。

当步骤S26中判定的结果是产生了所测得的DC环节电压值或所测得的 输出电流值满足第一条件的故障时，控制器150可以判定是否产生了所测得 的DC环节电压值或所测得的输出电流值满足第二条件的故障(S27)。

当步骤S27中判定的结果是产生了所测得的DC环节电压值或所测得的 输出电流值满足第二条件的故障时，控制器150可以通过向逆变器单元113 输出用于停止运行的控制信号来停止变频器110的运行(S28)。

当步骤S27中判定的结果是没有产生所测得的DC环节电压值或所测得 的输出电流值满足第二条件的故障时，控制器150可以保持变频器110的运 行状态(S29)。

当步骤S26中判定的结果是没有产生所测得的DC环节电压值或所测得 的输出电流值满足第一条件的故障时，控制器150可以保持变频器110的运 行状态(S29)。

图5是示出根据本公开的另一示例性实施例的用于在紧急情况下变频器 运行控制的系统的框图。

参照图5，用于变频器运行控制的系统200可以包括多个变频器210a～ 210n、多个负载220a～220n、多个控制器250a～250n和上位控制器260。

多个变频器210a～210n中的每一个可以包括对应于如图1所示的整流单 元111、平滑单元112和逆变器单元113的部件。然而，在图5中，为了便 于说明，这些部件没有被示出。

多个变频器210a～210n中的每一个可以通过由多个控制器250a～250n 中的每一个控制来驱动多个负载220a～220n中的每一个。

负载220a～220n中的每一个可以分别通过从多个变频器210a～210n中 输出的AC(交流)而运行。多个负载220a～220n可以包括，例如，电动机、 鼓风机、消防泵，和隧道内的通风机。

虽然未在图5中示出，但用于变频器运行控制的系统200可以包括对应 于电压检测单元130和电流检测单元140的各个部件，并且可以检测出在多 个变频器210a～210n和多个负载220a～220n中的每一个中流动的过电压或 过电流。

多个控制器250a～250n中的每一个可以根据由多个电压检测单元和电 流检测单元所检测到的电压值和电流值来产生控制信号以控制多个变频器 210a～210n中的每一个的运行，并且可以将所产生的控制信号发送给多个变 频器210a～210n。

当多个变频器210a～210n中的至少一个在紧急情况下需要连续运行时， 为了使相关变频器210a～210n能够忽略轻微故障而连续运行，上位控制器 260可以为多个控制器250a～250n中的相关控制器250a～250n设定紧急运 行模式。

除了设定了紧急运行模式的控制器250a～250n之外，上位控制器260 可以为其余的t个控制器250a～250n设定正常运行模式。

因此，在多个控制器250a～250n中设定了正常运行模式的控制器可以通 过根据上位控制器260的设定操作将多个变频器210a～210n中相关变频器的 运行模式设定为正常运行模式来控制变频器的运行。

同时，在多个控制器250a～250n中设定了紧急运行模式的控制器可以通 过根据上位控制器260的设定操作将多个变频器210a～210n中相关变频器的 运行模式设定为紧急运行模式来控制变频器的运行。

上位控制器260可以通过基于由多个变频器210a～210n中的每一个所驱 动的负载的类型来选择正常运行模式或紧急运行模式中的其中一个而进行设 定。

上位控制器260可以通过基于由多个变频器210a～210n中的每一个所驱 动的负载的类型或重要性来选择正常运行模式或紧急运行模式中的其中一个 而进行设定。

上位控制器260可以通过基于由多个变频器210a～210n中的每一个所驱 动的负载的整体电力消耗中由相关负载所占有的电力消耗的重要性来选择正 常运行模式或紧急运行模式中的其中一个而进行设定。

上位控制器260可以在相关变频器运行之前，为多个变频器210a～210n 中的每一个预设运行模式。

上位控制器260可以基于整个负载或在相关变频器运行期间发生紧急情 况时为多个变频器210a～210n中的每一个动态地设定运行模式。

图6是示出根据本公开的又一示例性实施例的用于在紧急情况下变频器 运行控制的系统的框图。

参照图6，用于变频器运行控制的系统300可以包括多个变频器310a～ 310n、多个负载320a～320n、控制器350和上位控制器360。

多个变频器310a～310n中的每一个可以包括对应于如图1所示的整流单 元111、平滑单元112，和逆变器单元113的部件。然而，在图6中，为了便 于说明，这些部件没有被示出。

多个变频器310a～310n中的每一个可以通过由控制器350控制来驱动多 个负载320a～320n中的每一个。

负载320a～320n中的每一个可以分别通过从多个变频器310a～310n中 输出的AC(交流)而运行。多个负载320a～320n可以包括，例如，电动机、 鼓风机、消防泵和在隧道内的通风机。

虽然未在图6中示出，但用于变频器运行控制的系统300包括对应于电 压检测单元130和电流检测单元140的各个部件，并且可以检测出在多个变 频器310a～310n和多个负载320a～320n中的每一个中流动的过电压或过电 流。

控制器350可以根据由多个电压检测单元和电流检测单元所检测到的电 压值和电流值来产生控制信号以控制多个变频器310a～310n中每一个的运 行，并且可以将所产生的控制信号发送给多个变频器310a～310n。

当多个变频器310a～310n中的至少一个在紧急情况下需要连续运行时， 为了使相关变频器310a～310n能够忽略轻微故障而连续运行，上位控制器 360可以为控制器350设定紧急运行模式。

除了设定了紧急运行模式的变频器310a～310n之外，上位控制器360 可以通过控制器350为其余的t个变频器310a～310n设定正常运行模式。

因此，控制器350可以通过根据上位控制器360的设定操作将多个变频 器310a～310n中设定了正常运行模式的相关变频器的运行模式设定为正常 运行模式来控制变频器的运行。

同时，控制器350可以通过根据上位控制器360的设定操作将多个变频 器310a～310n中设定了紧急运行模式的相关变频器的运行模式设定为紧急 运行模式来控制变频器的运行。

上位控制器360可以通过基于由多个变频器310a～310n中的每一个所驱 动的负载的类型来选择正常运行模式或紧急运行模式中的任一个而进行设 定。

上位控制器360可以通过基于由多个变频器310a～310n中的每一个所驱 动的负载的类型或重要性来选择正常运行模式或紧急运行模式中的任一个而 进行设定。

上位控制器360可以通过基于由多个变频器310a～310n中的每一个所驱 动的负载的整体电力消耗中由相关负载所占有的电力消耗的重要性来选择正 常运行模式或紧急运行模式中的任一个而进行设定。

上位控制器360可以在相关变频器运行之前，为多个变频器310a～310n 中的每一个变频器预设运行模式。

上位控制器360可以基于整个负载或在相关变频器运行期间发生紧急情 况时为多个变频器310a～310n中的每一个变频器动态地设定运行模式。

上述示例性实施例旨在说明，而不是限制权利要求的范围。许多替换例、 修改例、变化例，和等同例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。在本 文中所述的示例性实施例的特征、结构、方法，和其他特性可以以不同的方 式组合以获得另外的和/或可替换的示例性实施例。因此，本公开的权利的技 术范围应当由权利要求及其等同物来决定。