CN105591365A - 变频器主回路继电器失效保护方法 - Google Patents

变频器主回路继电器失效保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种变频器主回路继电器失效保护方法，包括：获取来自设置在变频器主回路上的第一开关辅助触点的、用于反映所述第一开关主触点位置信号的辅助触点信号；根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态；如果所述变频器主回路处于断开状态，则对所述变频器进行停机保护。本发明利用设置在变频器主回路上的第一开关的辅助触点来识别变频器主回路的通断，并将该信号传给控制器以对变频器进行停机保护，避免了在控制变频器主回路上的第一开关的继电器电路的连接线发生松动的情况下，造成变频器损坏的问题，提高了变频器的可靠性。

Description

变频器主回路继电器失效保护方法
技术领域
本发明涉及变频器领域，具体而言，涉及一种变频器主回路继电器失效保护方法。
背景技术
在大功率变频器中，为了避免上电时的冲击浪涌电流过大，现有技术中通常采用软启动电路。
常用的软启动电路包括串电阻方式、和晶闸管半控整流方式等。其中，在串电阻方式下，通常在变频器主回路上并联一个充电回路，并通过继电器来控制变频器主回路和充电回路中的通断开关，且继电器的控制信号由变频器的控制器发出。
当变频器运行于主回路闭合且充电回路未断开的情况下时，如果因震动等原因造成用于控制变频器主回路上的开关通断的继电器电路线路发生松动，那么将会导致变频器主回路的开关断开。然而，由于此时变频器主回路的断开并不是由控制器控制的，也就是说，控制器并未发出关断变频器主回路的控制指令，因此控制器将无法检测到变频器主回路已经被断开，且变频器依然处于工作状态。此时，充电回路将有大电流流过，导致充电电阻被烧毁、变频器损坏。
发明内容
本发明实施例中提供一种变频器主回路继电器失效保护方法，以解决现有技术中在用于控制变频器主回路上的开关的继电器电路失效的情况下，造成变频器损坏的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种变频器主回路继电器失效保护方法，包括：获取来自设置在变频器主回路上的第一开关辅助触点的、用于反映所述第一开关主触点位置信号的辅助触点信号；根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态；如果所述变频器主回路处于断开状态，则对所述变频器进行停机保护。
作为优选，根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态包括：将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号；根据所述电平判断信号的高低识别所述变频器主回路的通断状态。
作为优选，将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号包括：在所述辅助触点为常开触点且所述辅助触点所在的开关接到正电平时，将所述主触点位置信号通过电平转换电路以得到与控制器相匹配的所述电平判断信号。
作为优选，将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号包括：在所述辅助触点为常开触点且所述辅助触点所在的开关接到负电平时、或在所述辅助触点为常闭触点且所述辅助触点所在的开关接到正电平时，将所述辅助触点信号通过电平转换电路上拉成高电平，然后再经过反向器转换为低电平后提供给控制器。
作为优选，根据所述电平判断信号的高低识别所述变频器主回路的通断状态包括：将所述电平判断信号提供给控制器的GPIO引脚；所述控制器根据其GPIO引脚的电平高低识别所述变频器主回路的通断状态。
作为优选，所述控制器根据其GPIO引脚的电平高低识别所述变频器主回路的通断状态包括：如果所述GPIO引脚的电平为高电平，则识别所述变频器主回路闭合，否则识别所述变频器主回路断开。
作为优选，所述方法还包括：将所述电平判断信号提供给所述控制器的TZ引脚；所述控制器根据其TZ引脚的电平对所述变频器进行停机保护。
作为优选，所述方法还包括：在所述变频器启动后，开启所述控制器的TZ保护功能；如果在开启所述TZ保护功能后，检测到所述TZ引脚为低电平，则对所述变频器进行停机保护。
作为优选，所述方法还包括：在所述变频器启动前，关闭所述控制器的TZ保护功能。
作为优选，所述方法还包括：仅在通过所述控制器根据其GPIO引脚的电平识别出所述变频器主回路闭合后，才启动所述变频器。
本发明利用设置在变频器主回路上的第一开关的辅助触点来识别变频器主回路的通断，并将该信号传给控制器以对变频器进行停机保护，避免了在控制变频器主回路上的第一开关的继电器电路的连接线发生松动的情况下，造成变频器损坏的问题，提高了变频器的可靠性。
附图说明
图1是本发明一个实施例中的软启动电路图；
图2是本发明实施例的变频器主回路继电器失效保护方法的流程图；
图3是本发明实施例的电平变换过程示意图；
图4是本发明一个实施例中的主触点位置信号的电路原理图；
图5是本发明另一个实施例中的主触点位置信号的电路原理图；
图6是本发明一个实施例中的控制器的控制流程图。
附图标记说明：1、第一开关；2、串联电阻；3、第二开关；4、接触器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1示出了本发明一个实施例中采用的变频器串电阻方式的软启动电路(但不限于此种电路结构)。上电时，首先通过充电回路给母线电容充电，在充电过程中，充电回路中的串联电阻2减小了上电时的电流。当电容完成充电后，闭合变频器主回路上的第一开关1，从而完成变频器的整个上电过程。
请参考图1，充电回路中的第二开关3(例如断路器)处于常闭状态、接触器4为常闭开关，接触器4的断开通过继电器来控制，而继电器的控制信号由控制器发出。进一步地，图1中的变频器主回路中，第一开关1优选地为常开开关，其闭合也通过继电器来控制，且继电器的控制信号也是由该控制器发出。
当变频器上电完成后，在正常情况下，控制器控制第一开关1闭合后，延时一段时间后再控制接触器4断开。但是，当用于控制接触器4的继电器电路的连接线出现松动时，虽然控制器在第一开关1闭合后发出了接触器4的断开指令，但因线路松动，接触器4无法断开。这时，充电回路被短路，变频器仍然能够正常工作。在这种情况下，如用于控制变频器主回路的第一开关1的继电器电路连接线出现松动并断开，那么变频器主回路上的第一开关1将断开。此时，由于控制器无法检测到变频器主回路的断电，因此变频器将继续运行，于是，充电回程中将流过大电流，导致充电电阻被烧毁。
请参考图2，本发明提供了一种变频器主回路继电器失效保护方法，包括以下步骤：首先，获取来自设置在变频器主回路上的第一开关1辅助触点的辅助触点信号，辅助触点信号可反映出所述第一开关1主触点位置信号，其中，主触点与辅助触点的状态保持一致，例如，当主触点闭合时，辅助触点也闭合，而当主触点断开时，辅助触点也断开；然后，根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态；接着，如果所述变频器主回路处于断开状态，则对所述变频器进行停机保护。
在上述技术方案中，如果变频器主回路处于闭合状态、且充电回路未断开运行时，若用于控制变频器主回路上的第一开关1(例如是断路器等)的继电器电路的连接线发生松动时，由于第一开关1的辅助触点可反映出其主触点的通断状态，因此，只要利用该辅助触点，即可完成对变频器主回路通断状态的识别，从而在主回路断开时，及时地对变频器作出相应的停机保护，以避免充电电路中的电阻被烧毁，从而提高变频器的可靠性。
辅助触点信号可看作是一个开关量，但是其电压可能会与进行识别的控制器所能接受的输入电压不匹配，为此优选地，根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态包括：将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号，例如，如果控制器的GPIO口的输入电压是5V或3.3V，而辅助触点信号的电压为12V或24V，那么通过电平变换后，辅助触点信号将会被变换成5V或3.3V以提供给控制器；根据所述电平判断信号的高低识别所述变频器主回路的通断状态。例如，高电平时可判断变频器主回路处于闭合状态，而低电平时则判断变频器主回路处于断开状态。
由于主触点位置信号可以采用高电平或低电平，且辅助触点可以采用常开或常闭的形式，针对不同的情况，请参考图3，本发明中的一个实施例中，将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号包括：在所述辅助触点为常开触点且所述辅助触点所在的开关接到正电平时，将所述主触点位置信号通过电平转换电路以得到与控制器相匹配的所述电平判断信号。请参考图4，在此实施例中，辅助触点为常开触点，且主触点位置信号为+24V，为了将其电平变换成适合控制器使用的电平，可采用电平转换电路，将+24V变换成供控制器的GPIO口使用的3.3V。
在另一个优选实施例中，将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号包括：在所述辅助触点为常开触点且所述辅助触点所在的开关接到负电平时、或在所述辅助触点为常闭触点且所述辅助触点所在的开关接到正电平时，将所述辅助触点信号通过电平转换电路上拉成高电平(例如3.3V)，然后再经过反向器转换为低电平(例如0V)后提供给控制器。请参考图5，在此实施例中，辅助触点为常开触点，且主触点位置信号为-24V，此时需要通过电平转换电路和反向器得到供控制器GPIO口使用的电平。
本发明中的控制器可采用常规的控制器，更优选地，可采用DSP处理器，例如可选用TI的DSP28035，其具有GPIO口和TZ口，其中，GPIO口是普通的输入输出口，而TZ口是trip-zone口，即跳闸口。显然，本发明中的控制器并不限于DSP处理器，也可以是其他处理器。请参考图6，在一个实施例中，根据所述电平判断信号的高低识别所述变频器主回路的通断状态包括：将所述电平判断信号提供给控制器的GPIO引脚；所述控制器根据其GPIO引脚的电平高低识别所述变频器主回路的通断状态。可见，利用GPIO引脚的目的，是为了对变频器主回路的通断状态进行识别。更为优选地，所述控制器根据其GPIO引脚的电平高低识别所述变频器主回路的通断状态包括：如果所述GPIO引脚的电平为高电平，则识别所述变频器主回路闭合，否则识别所述变频器主回路断开。
在DSP上有多个引脚TZ引脚，在这些引脚上有电平信号的跳变，就会立即触发DSP的PWM模块停止输出PWM波，从而使电机停机。为了利用TZ引脚实现对变频器的保护，优选地，所述方法还包括：将所述电平判断信号提供给所述控制器的TZ引脚；所述控制器根据其TZ引脚的电平对所述变频器进行停机保护。显然，本发明也可以不采用TZ引脚来实现停机保护，只要能够向变频器输出一个停止信号即可。
请参考图6，优选地，所述方法还包括：在所述变频器启动后，开启所述控制器的TZ保护功能；如果在开启所述TZ保护功能后，检测到所述TZ引脚为低电平，则对所述变频器进行停机保护。进一步地，所述方法还包括：在所述变频器启动前，关闭所述控制器的TZ保护功能。这样，在变频器正常工作前，虽然此时控制器的TZ引用会检测到低电平，但由于TZ保护功能尚未被使能，因此对变频器没影响。而在变频器正常运行后，TZ保护功能被打开，于是，当控制器的TZ引脚检测到低电平时，控制器将快速进行TZ保护，即将变频器停机，以使电流为零，从而在充电电路未断开的情况下避免了充电电阻的烧毁，提高了变频器的可靠性。
在本发明的一个实施例中，当控制器的GPIO引脚检测到高电平时，则识别出变频器主回路已闭合；同理，当第一开关1断开时，其辅助触点也断开，此时控制器的GPIO口将检测到一个低电平，从而识别出变频器主回路断开。本发明利用控制器的GPIO引脚进行变频器主回路的通断识别，其目的主要用于变频器的启动，即优选地，所述方法还包括：仅在通过所述控制器根据其GPIO引脚的电平识别出所述变频器主回路闭合后，才启动所述变频器，否则变频器不启动。
本发明利用设置在变频器主回路上的第一开关的辅助触点来识别变频器主回路的通断，并将该信号传给控制器以对变频器进行停机保护，避免了在控制变频器主回路上的第一开关的继电器电路的连接线发生松动的情况下，造成变频器损坏的问题，提高了变频器的可靠性。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，包括：
获取来自设置在变频器主回路上的第一开关(1)辅助触点的、用于反映所述第一开关(1)主触点位置信号的辅助触点信号；
根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态；
如果所述变频器主回路处于断开状态，则对所述变频器进行停机保护。
2.根据权利要求1所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，根据所述辅助触点信号识别所述变频器主回路的通断状态包括：
将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号；
根据所述电平判断信号的高低识别所述变频器主回路的通断状态。
3.根据权利要求2所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号包括：
在所述辅助触点为常开触点且所述辅助触点所在的开关接到正电平时，将所述主触点位置信号通过电平转换电路以得到与控制器相匹配的所述电平判断信号。
4.根据权利要求2所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，将所述辅助触点信号进行电平变换以得到电平判断信号包括：
在所述辅助触点为常开触点且所述辅助触点所在的开关接到负电平时、或在所述辅助触点为常闭触点且所述辅助触点所在的开关接到正电平时，将所述辅助触点信号通过电平转换电路上拉成高电平，然后再经过反向器转换为低电平后提供给控制器。
5.根据权利要求2所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，根据所述电平判断信号的高低识别所述变频器主回路的通断状态包括：
将所述电平判断信号提供给控制器的GPIO引脚；
所述控制器根据其GPIO引脚的电平高低识别所述变频器主回路的通断状态。
6.根据权利要求5所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，所述控制器根据其GPIO引脚的电平高低识别所述变频器主回路的通断状态包括：
如果所述GPIO引脚的电平为高电平，则识别所述变频器主回路闭合，否则识别所述变频器主回路断开。
7.根据权利要求5所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述电平判断信号提供给所述控制器的TZ引脚；
所述控制器根据其TZ引脚的电平对所述变频器进行停机保护。
8.根据权利要求7所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述变频器启动后，开启所述控制器的TZ保护功能；
如果在开启所述TZ保护功能后，检测到所述TZ引脚为低电平，则对所述变频器进行停机保护。
9.根据权利要求8所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述变频器启动前，关闭所述控制器的TZ保护功能。
10.根据权利要求5所述的变频器主回路继电器失效保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
仅在通过所述控制器根据其GPIO引脚的电平识别出所述变频器主回路闭合后，才启动所述变频器。
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