CN104753405A - 控制中压变频器中同步切换变化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制中压变频器中同步切换变化的方法。该方法包括：通过确定中压变频器处于正常操作，点亮第一灯以通知切换操作准备就绪；当接收到切换动作输入时，点亮第二灯以通知切换操作正在进行中；当切换动作完成时，点亮第三灯以通知切换操作完成。

Description

控制中压变频器中同步切换变化的方法
技术领域
本发明涉及一种中压变频器(medium voltage inverter)的同步切换控制方法。
背景技术
中压变频器中，在变频器输出电源和商用电源之间的切换动作期间，由各种原因引起的电冲击被施加到电动机、变频器以及商用电源。
电冲击由瞬时间歇区段产生，该区段产生于切换动作期间商用电源和变频器的开关均接通的区段。为减少当输入到电动机的电压从变频器输出切换到商用电源时产生的电压所引起的电冲击，变频器输出和商用电源的幅值及相位应调整为彼此一致。
图1为示出了传统的中压变频器的同步切换的示例性视图。
在传统中压变频器系统中，在电抗器的后端测量输出电压，中压变频器100补偿由电抗器所产生的电压的相位延迟。这样，当在商用电源和变频器输出电压同步后进行切换操作时，由电压差产生的电冲击可显著减小。
然而，由于在施加高电压电源的情况下，如图1所示的传统中压变频器的同步切换是用于控制开关的开启或关闭的，切换操作的故障可能会导致高电压事故。
此外，当中压变频器驱动电动机而商用电源的开关保持接通(ON)状态时，两个电源均被施加到电抗器的两端，随后通过两个电源之间的电压差产生电流，这可能会导致中压变频器和商用电源中的事故。并且在由于大电压差引起大量电流流动的情况下，有可能会产生例如商用电源的过电流截止、中压变频器的过电流故障等问题。
发明内容
本公开所要完成的技术挑战旨在提供一种中压变频器的同步切换控制方法，通过设置指示灯，通知用户中压变频器的同步切换操作的状态，从而安全地控制中压变频器的同步切换。
为完成上述技术挑战，在本公开的一个总的方案中，可提供一种控制系统的方法，该系统被配置为通过将连接到中压变频器的第一开关切换至连接到商用电源的第二开关来为电动机供应电力，该方法包括：通过确定中压变频器处于正常操作并确定第一开关接通且第二开关关断，点亮第一灯以通知切换操作准备就绪；接收第三开关的输入以通知切换至旁路模式，以及接收第四开关的输入以请求启动切换操作；点亮第二灯以通知切换操作正在进行中；所述中压变频器的电流与所述电动机的电流同步；接通所述第二开关并关断所述第一开关；以及点亮第三灯以通知所述切换操作完成。
在本公开的一些示例性实施例中，该方法可进一步包括：在第三灯点亮的同时停止所述中压变频器的操作。
在本公开的一些示例性实施例中，该方法可进一步包括：当接收到所述第三开关的输入以关闭切换操作时熄灭所述第三灯。
在本公开的一些示例性实施例中，所述第二灯的点亮可包括：在所述第二灯点亮的同时熄灭所述第一灯。
在本公开的一些示例性实施例中，所述第三灯的点亮可包括：在所述第三灯点亮的同时熄灭所述第二灯。
另一方面，本公开提供一种控制系统的方法，该系统被配置为通过将连接到商用电源的第一开关切换到连接到中压变频器的第二开关来为电动机供应电力，该方法包括：通过确定中压变频器处于正常操作并确定第一开关接通且第二开关关断，点亮第一灯以通知切换操作就绪；接收第三开关的输入以通知切换至变频器模式，以及接收第四开关的输入以请求启动切换操作；点亮第二灯以通知切换操作正在进行中；使所述中压变频器的电流与所述电动机的电流同步；接通所述第二开关并且关断所述第一开关；以及点亮第三灯以通知所述切换操作完成。
在本公开的一些示例性实施例中，该方法可进一步包括：当接收到所述第三开关的输入来关闭所述切换操作时，熄灭所述第三灯。
在本公开的一些示例性实施例中，所述第二灯的点亮可包括：在所述第二灯点亮的同时熄灭所述第一灯。
在本公开的一些示例性实施例中，所述第三灯的点亮可包括：在所述第三灯点亮的同时熄灭所述第二灯。
根据本公开的一个示例性实施例，通过通知用户如“就绪”、“正在进行中”和“完成”的同步切换操作的状态，可事先预防同步切换故障并可安全地控制同步切换。
附图说明
图1是示出了传统的中压变频器的同步切换的示例性视图。
图2是简要地示出了根据本公开的示例性实施例的中压变频器同步切换系统的结构的示例性视图。
图3是示出了根据本公开的示例性实施例的设置在中压变频器的外部的灯和操作开关的示例性视图，该灯和操作开关用于通知同步切换操作状态。
图4是示出了根据本公开的示例性实施例的同步切换控制的示意性的简要流程图。
图5和图6是示出了根据本公开的示例性实施例的用于描述同步切换控制的时序图的示意性视图。
具体实施方式
在下文中，将参考示出了一些示例性实施例的附图更全面地描述多个示例性实施例。但是，本发明的概念可以多种不同的形式被实施，且不应被解释为局限于本文所阐述的示例性实施例。相反，所描述的方案旨在涵盖所有此类落入本公开内容范围和新颖构思内的替换、修改、变化及等同物。
在下文中，将参照附图，详细描述本公开的示例性实施例。
图2是简要地示出了根据本公开的一个示例性实施例的中压变频器同步切换系统结构的示例性视图。
如图2所示，当开关K2为ON、开关K3为关断(OFF)时，电动机10处于变频器模式以接收来自中压变频器20的电源输入。当开关K2为OFF且开关K3为ON时，电动机10处于旁路模式以接收商用电源的输入。根据本公开的一个示例性实施例，控制器1通过从操作开关40接收与用户的开关选择一致的选择信号且然后控制变频器模式及旁路模式之间的同步切换，同时控制灯30的点亮，来可视地通知用户同步切换操作状态。控制器1的操作将在下文中更详细地描述。
同时，为了描述本公开的示例性实施例，尽管控制器1被示出为设置在中压变频器20的外部，但是控制器1也可设置在中压变频器20的内部。此外，灯30和开关40可布置在中压变频器20的外壳内。
图3是示出了根据本公开的示例性实施例的设置在中压变频器的外部的灯和操作开关的示例性视图，该灯和操作开关用于通知同步切换操作的状态。这是为了描述图2所示的灯30和操作开关40的详细结构。
如图3所示，根据本公开的示例性实施例，用于通知同步切换操作状态的灯30可包括用于通知同步切换操作已就绪的第一灯31、用于通知同步切换操作正在进行中的第二灯32，以及用于通知同步切换操作已完成的第三灯33。
第一灯至第三灯31-33中的每一个可在接通时呈不同颜色。例如，第一灯31可在接通时呈黄色；第二灯32可在接通时呈红色；第三灯33可在接通时呈绿色。
根据本公开的一个示例性实施例，该同步切换控制方法可防止由与同步切换相关的故障而导致的事故，并且通过限定同步操作序列，使用户能够容易地识别同步切换操作状态。
如上所述，根据本公开的一个示例性的实施例，操作序列被限定为旁路模式切换和变频器模式切换，每个序列的操作可以以使用户通过灯(30)可容易地识别的方式来表示。此外，在用户输入功能操作命令后，操作序列可从初启同步切换功能并等待用户命令的“就绪”状态切换到“运行”状态。在“运行”状态时，可执行同步切换(旁路模式和变频器模式之间的切换)。此外，当通过完成同步切换而完成开关的操作时，可将状态切换到“结束”状态，完成同步切换功能。这里，“就绪”操作、“运行”操作以及“结束”操作可分别通过第一灯31、第二灯32以及第三灯33显示给用户，以便识别。
同时，同步切换操作开关40可包括用于选择旁路模式或变频器模式的第一操作开关41以及用于选择同步切换操作启动的第二操作开关42。
第一操作开关41可形成为能够在旁路模式(BYPASS)、关闭模式(OFF)以及变频器模式(INV)三者中选择一种模式。第二操作开关42作为按钮型的同步切换操作的启动开关，可形成为仅在选择旁路模式或变频器模式之一的情况下才被输入。但是由于第一开关和第二开关的开关类型是示例性的，因此显然本公开并不局限于此。也就是说，第二操作开关42可不形成为按钮型，而可形成为包括触摸按钮型的其它各种类型。
此外，如图3所示，根据本公开的一个示例性实施例，灯30和操作开关40可同时地形成在单个面板上以便附着在电动机10或变频器20外部，或者可形成在分离的面板上。
图4是示出了根据本公开的示例性实施例的同步切换控制的示意性的简要流程图。
如图4所示，根据本公开的示例性实施例，首先，控制器1执行下列与同步切换相关的初步检查(S10)。
(i)控制器1可确定中压变频器的设定中是否允许使用同步切换。
(ii)控制器1可通过确定电动机的电源类型及开关的状态是否为ON或OFF，来判定同步切换的模式。这里，当开关K2为ON且开关K3为OFF时，可以执行同步切换到旁路模式。另一方面，当开关K2为OFF且开关K3为ON时，可以执行同步切换到变频器模式。
(iii)控制器1可确定中压变频器20是否处于正常操作，并且可执行同步切换。
当上述(i)至(iii)均满足时，控制器1可点亮第一灯31，用户可转动第一操作开关41来选择模式，并选择第二操作开关42以启动同步切换，使得同步切换可被执行(S15)。此时，控制器1可启动同步切换(S20)。当(i)至(iii)中的任何一个无法满足时，可忽略用户输入，并可将操作保持在同步切换初步检查(S10)。
当启动同步切换时(S20)，控制器1可执行同步并点亮第二灯32。
也就是说，控制器1可将商用电源与中压变频器20的输出电压进行同步，并在同步切换(S20)的启动中操作开关K2和K3。当开关K2为ON且开关K3为OFF且在S10中中压变频器20处于正常操作时，且当用户将第一操作开关41调至旁路模式并推动第二操作开关42时，中压变频器20可执行同步切换至旁路模式。此外，当开关K2为OFF且开关K3为ON，且在S10中中压变频器20处于正常操作时，且当用户将第一操作开关41调至变频器模式并推动第二操作开关42时，中压变频器20可执行同步切换至变频器模式。
当同步消耗的时间多于预定时间(例如，10秒)时，控制器1可认为其同步失败，并将状态(S25)改为初始同步切换初步检查(S10)，并将同步失败警报通知给用户。为此目的，控制器1可进一步包括通知单元(例如，显示单元)。
此外，当同步在预定时间内完成时，控制器1可将状态变为切换控制状态(S30)。此时，该控制器1可为切换控制做准备。
当在S20中中压变频器20完成同步时，控制器1可控制开关K2和K3以改变状态(S35)。在这一阶段第二灯32也可以被点亮。
也就是说，当切换到旁路模式时，控制器1可接通开关K3并且关断开关K2。否则，当切换到变频器模式时，控制器1可接通开关K2并且关断开关K3。在此时，当改变开关状态消耗的时间多于预定时间(例如，200毫秒)时，控制器1可认为其同步切换失败，并将状态变为初始同步切换初步检查(S10)(S40)，并将同步切换失败警报通知给用户。
当开关K2和K3的状态被适当地改变时，可将控制器变为同步切换完成状态(S45)。
在同步切换完成的状态下，控制器可进行同步切换完成(S50)的处理，并可调回至初始化(S10)。在此时，控制器1可点亮第三灯33。
也就是说，当同步切换完成时，通过确定中压变频器2的操作状态，并根据所确定的模式，当模式被切换到旁路模式时，控制器1可停止中压变频器2。否则，当模式切换到变频器模式时，控制器1可确定中压变频器2正在驱动电动机10。
根据确定的结果，当驱动状态不正常时，控制器1可通知用户已经发生了故障。当确定的驱动状态正常时，控制器1可点亮第三灯33并保持第三灯33的点亮状态，直到用户将第一操作开关41变为OFF。当用户将第一操作开关41变为OFF时，控制器1可返回到S10并关闭第三灯33。
图5和图6是示出了根据本公开的示例性实施例的用于描述同步切换控制的时序图的示意性视图。图5示出了同步切换到旁路模式，图6示出了同步切换到变频器模式。
如图5所示，控制器1可确定是否允许使用中压变频器的同步切换。当控制器1确定开关K2为ON(5A)、开关K3为OFF(5B)且中压变频器20操作正常(5C)时，控制器1可点亮第一灯31(5D)以通知用户切换操作已准备就绪。
当用户将第一操作开关41改变到旁路模式(5E)并选择第二操作开关42(5F)时，控制器1可关闭第一灯31并点亮第二灯32(5G)来执行中压变频器20和电动机10的电流的同步(5H)。
当同步完成时，控制器1可接通开关K3(5I)并且关断开关K2(5J)。随后，控制器1可停止中压变频器20的操作(5K)，并关闭第二灯32，点亮第三灯33(5L)。
此后，当用户将第一操作开关41从旁路模式变为OFF(5M)时，控制器1可关闭第三灯33(5N)。
因此，控制器1可执行从变频器模式到旁路模式的切换动作。
同时，如图6所示，当执行从旁路模式到变频器模式的同步切换时，控制器1可确定是否允许使用中压变频器的同步切换。当控制器1确定开关K2为OFF(6A)、开关K3为ON(6B)且中压变频器20操作正常(6C)时，控制器1可点亮第一灯31(6D)以通知用户切换操作已准备就绪。
当用户将第一操作开关41改变到旁路模式(6E)，并选择第二操作开关42(6F)时，控制器1可关闭第一灯31并点亮第二灯32(6G)以执行中压变频器20和电动机10的电流的同步(6H)。
当同步完成时，控制器1可接通开关K2(6I)并且关断开关K3(6J)。随后，控制器1可关闭第二灯32并且点亮第三灯33(6K)。
此后，当用户将第一操作开关41从变频器模式改变到OFF(6L)时，控制器1可关闭第三灯33(6M)。
因此，控制器(1)可执行从旁路模式到变频器模式的切换动作。
能够执行同步切换的系统自动地控制中压变频器输出开关K2及商用电源开关K3。如果控制出现故障，可能会导致严重的事故。本公开的示例性实施例是为了防止这种事故。
只有当信号为“就绪”时，用户才可启动同步切换。当信号为“运行”时，用户可确认同步切换动作的状态。
也就是说，根据本公开的一个示例性实施例，通过将同步切换状态，如“就绪”、“正在进行中”或“完成”，显示给用户，可安全地控制同步切换。
上述示例性实施例旨在说明，并且不限制权利要求的范围。对本领域技术人员来说，多种替换、修改、变化和等同物是显而易见。本文所描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其它特性可以以多种方式组合，以获得附加和/或替代的示例性实施例。因此，本公开内容的权利的技术范围应当由权利要求来决定。

Claims (9)

1.一种控制系统的方法，该系统被配置为通过将连接到中压变频器的第一开关切换至连接到商用电源的第二开关来为电动机供应电力，该方法包括：
通过确定中压变频器处于正常操作并确定第一开关接通且第二开关关断，从而点亮第一灯以通知切换操作准备就绪；
接收第三开关的输入以通知切换到旁路模式，以及接收第四开关的输入以请求启动切换操作；
点亮第二灯以通知切换操作正在进行中；
使所述中压变频器的电流与所述电动机的电流同步；
接通所述第二开关，并且关断所述第一开关；以及
点亮第三灯以通知所述切换操作完成。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述第三灯点亮的同时停止所述中压变频器的操作。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
当接收到所述第三开关的输入以关闭切换操作时熄灭所述第三灯。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二灯的点亮包括在所述第二灯点亮的同时熄灭所述第一灯。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第三灯的点亮包括在所述第三灯点亮的同时熄灭所述第二灯。
6.一种控制系统的方法，该系统被配置为通过将连接到商用电源的第一开关切换至连接到中压变频器的第二开关来为电动机供应电力，该方法包括：
通过确定中压变频器处于正常操作并确定第一开关接通且第二开关关断，点亮第一灯以通知切换操作准备就绪；
接收第三开关的输入以通知切换到变频器模式，以及接收第四开关的输入以请求启动切换操作；
点亮第二灯以通知切换操作正在进行中；
使所述中压变频器的电流与所述电动机的电流同步；
接通所述第二开关，并且关断所述第一开关；以及
点亮第三灯以通知所述切换操作完成。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
当接收到所述第三开关的输入以关闭所述切换操作时，熄灭所述第三灯。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述第二灯的点亮包括在所述第二灯点亮的同时熄灭所述第一灯。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述第三灯的点亮包括在所述第三灯点亮的同时熄灭所述第二灯。
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