CN105140889A - 变频器过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变频器过流保护电路，控制电路接收电流传感器传输变频器的输出电流，并将变频器输出电流与所述控制电路内预设电流阈值比较，若变频器输出电流大于预设电流阈值时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接；在整流器通过限流电阻与电容器连接且变频器的输出电流稳定后，控制电路通过开关电路将限流电阻屏蔽，以使得整流器直接与电容器连接；若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流依然大于控制电路内的预设电流阈值时，控制电路使得变频器进行跳闸报警。本发明能有效减少过流时对变频器以及IGBT电路的损害，安全可靠。

Description

变频器过流保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，尤其是一种变频器过流保护电路，属于变频器保护的技术领域。

背景技术

变频器电路主要由主电路和控制电路组成，按主电路的变换环节可分为交-交变频器和交-直-交变频器。后者应用更广泛，工频电流先经整流器转换为直流，再将直流电压转换为频率和电压可调的交流。

图1即为变频器电路的一般结构，三相交流电经整流器整流后变为直流电，直流回路有电容器（滤波电容）作为储能环节（滤波电容具有两个作用，分别为：滤除谐波和吸收负载反馈的能量），经逆变器后直流变为交流输出给负载。控制电路控制逆变器中IGBT的开关状态来调整输出电压的幅值和频率。

变频器的输出电流与负载有关，负载过重会使得电路中电流过大，另外变频器控制参数设置不当以及电路短路，都会造成电流过大。变频器一旦发生过流，会发生跳闸，甚至电路损坏，影响负载工作。变频器输出端过流时，直流回路中的电流也势必很大，因此，过流检测可以在输出侧加电流传感器，也可以是直流母线上加电流传感器，传感器检测到电流值异样后反馈给控制电路，以使得变频器跳闸报警。

变频器在合上电源之前，直流回路中的电容器上是没有电荷的，电压为0V，而电容器两端的电压又是不能突变的，因此直流母线间相当于直接相连。在合闸的瞬间，电路中就会有很大的冲击电流，易损坏短路；而且整流器之前进线处电压降到0V，会对电网造成干扰。为防止这两种情况，在整流器和电容器之间接入限流电阻，等电容器上的电压上升到一定程度之后，再将其短路掉，以上两个问题就解决了。一般将限流电阻与继电器并联来控制其接入直流回路，如图2所示。

在变频器的输出侧或者是直流母线侧会有电流监测电路，当检测到电流值异常偏大时，逆变部分IGBT的驱动首先会采取措施，通过关断IGBT来减小电流，若电流值仍很大并超过变频器允许范围，变频器采取过流跳闸。

电流过大是造成变频器电路故障的常见原因，为避免过大电流烧坏电路，在检测到电流值过大时变频器采取过流跳闸。跳闸首先会影响负载的正常工作（这对一些需要连续工作的负载很不利），而且跳闸瞬间电路中的电流变化率会很大，也有可能烧坏电路。因此，变频器电流异常时应先采取其它保护措施，若无法保护则跳闸报警。

逆变部分的IGBT电路是变频器的核心部分，在变频器过流时通过关断IGBT而减小电流的过程中，IGBT本身有可能不能承受过大的电流而损坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种变频器过流保护电路，其能有效减少过流时对变频器以及IGBT电路的损害，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述变频器过流保护电路，包括位于整流器与电容器之间的限流电阻、用于获取变频器输出电流的电流传感器以及用于控制限流电阻与整流器、电容器之间连接状态的开关电路，电流传感器以及开关电路均与控制电路连接；

控制电路接收电流传感器传输变频器的输出电流，并将变频器输出电流与所述控制电路内预设电流阈值比较，若变频器输出电流大于预设电流阈值时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接；

在整流器通过限流电阻与电容器连接且变频器的输出电流稳定后，控制电路通过开关电路将限流电阻屏蔽，以使得整流器直接与电容器连接；若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流依然大于控制电路内的预设电流阈值时，控制电路使得变频器进行跳闸报警。

在变频器上电前，控制电路通过开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接，经过预设限流时间后，控制电路通过开关电路屏蔽限流电阻，以使得整流器直接与电容器连接，变频器进入所需的工作状态。

所述开关电路包括继电器，继电器的常开触点分别连接在限流电阻的两端，继电器的线圈与控制电路连接。

若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流小于控制电路的预设电流阈值，则控制器通过开关电路保持对限流电阻的屏蔽状态。

本发明的优点：控制电路在对变频器输出电流与预设电流阈值比较，以确定变频器是否处于过流状态；当确定变频器处于过流状态时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接，以通过限流电阻进行限流；在变频器输出电流稳定后，控制电路屏蔽限流电阻，若变频器输出电流变大且大于预设电流阈值时，则控制电路使得变频器进行过流跳闸报警，从而能减少电流的变化率，能有效减少过流时对变频器以及IGBT电路的损害，安全可靠。

附图说明

图1为现有变频器电路的示意图。

图2为现有限流电阻的示意图。

图3为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图3所示：为了能有效减少过流时对变频器以及IGBT电路的损害，本发明包括位于整流器与电容器之间的限流电阻、用于获取变频器输出电流的电流传感器以及用于控制限流电阻与整流器、电容器之间连接状态的开关电路，电流传感器以及开关电路均与控制电路连接；

控制电路接收电流传感器传输变频器的输出电流，并将变频器输出电流与所述控制电路内预设电流阈值比较，若变频器输出电流大于预设电流阈值时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接；

在整流器通过限流电阻与电容器连接且变频器的输出电流稳定后，控制电路通过开关电路将限流电阻屏蔽，以使得整流器直接与电容器连接；若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流依然大于控制电路内的预设电流阈值时，控制电路使得变频器进行跳闸报警。

具体地，整流器用于将三相交流电整流变为直流电，电容器用于滤除谐波和吸收负载反馈的能量，逆变器用于将直流电转换为交流电，以为交流负载供电。控制电路通过开关电路控制限流电阻的连接状态具体包括整流器通过限流电阻与电容器连接或整流器直接与电容器连接，整流器直接与电容器连接时，限流电阻被屏蔽（限流电阻处于短路状态）。

一般地，在变频器上电前，控制电路通过开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接，经过预设限流时间后，控制电路通过开关电路屏蔽限流电阻，以使得整流器直接与电容器连接，变频器进入所需的工作状态。

本发明实施例中，在变频器上电前，通过限流电阻进行限流，整流器输出的电流经限流电阻对电容器充电，经过预设限流时间，将限流电阻电路，使得变频器进行正常工作状态。具体实施时，预设限流时间可以根据具体需要进行选择确定，具体选择确定过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

控制电路根据电流传感器传输的变频器输出电流与预设电流阈值间的关系，来确定变频器电流是否处于异常状态。预设电流阈值可以通过变频器抗过流能力设定变频器安全工作下直流母线侧的最大电流值，预设电流阈值应低于变频器跳闸时直流侧的电流值。当变频器输出电流大于预设电流阈值时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接，由于限流电阻的接入，抑制了变频器电路的电流，即能使得变频器输出电流变小。在限流电阻接入使得变频器输出电流变小且稳定后，控制电流可以通过开关电流，使得限位电阻屏蔽，整流器直接与电容器连接，能满足变频器正常工作的要求，即若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流小于控制电路的预设电流阈值，则控制器通过开关电路保持对限流电阻的屏蔽状态。若控制电路通过开关电路屏蔽后，通过电流传感器检测变频器的输出电流依然大于预设电流阈值时，为了确保变频器的安全，控制电流使得变频器进行过流跳闸报警，同时，关断逆变器。

所述开关电路包括继电器，继电器的常开触点分别连接在限流电阻的两端，继电器的线圈与控制电路连接。本发明实施例中，继电器的常开触点与限流电阻并联，在常开触点处于常开状态时，整流器通过限流电阻与电容器连接，常开触点处于常闭状态时，限流电阻被短路，整流器直接与电容器连接。

本发明控制电路在对变频器输出电流与预设电流阈值比较，以确定变频器是否处于过流状态；当确定变频器处于过流状态时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接，以通过限流电阻进行限流；在变频器输出电流稳定后，控制电路屏蔽限流电阻，若变频器输出电流变大且大于预设电流阈值时，则控制电路使得变频器进行过流跳闸报警，从而能减少电流的变化率，能有效减少过流时对变频器以及IGBT电路的损害，安全可靠。

Claims (4)

1.一种变频器过流保护电路，包括位于整流器与电容器之间的限流电阻、用于获取变频器输出电流的电流传感器以及用于控制限流电阻与整流器、电容器之间连接状态的开关电路，电流传感器以及开关电路均与控制电路连接；其特征是：

控制电路接收电流传感器传输变频器的输出电流，并将变频器输出电流与所述控制电路内预设电流阈值比较，若变频器输出电流大于预设电流阈值时，控制电路通过控制开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接；

在整流器通过限流电阻与电容器连接且变频器的输出电流稳定后，控制电路通过开关电路将限流电阻屏蔽，以使得整流器直接与电容器连接；若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流依然大于控制电路内的预设电流阈值时，控制电路使得变频器进行跳闸报警。

2.根据权利要求1所述的变频器过流保护电路，其特征是：在变频器上电前，控制电路通过开关电路使得整流器通过限流电阻与电容器连接，经过预设限流时间后，控制电路通过开关电路屏蔽限流电阻，以使得整流器直接与电容器连接，变频器进入所需的工作状态。

3.根据权利要求1或2所述的变频器过流保护电路，其特征是：所述开关电路包括继电器，继电器的常开触点分别连接在限流电阻的两端，继电器的线圈与控制电路连接。

4.根据权利要求1所述的变频器过流保护电路，其特征是：若屏蔽限流电阻后，电流传感器传输的变频器输出电流小于控制电路的预设电流阈值，则控制器通过开关电路保持对限流电阻的屏蔽状态。