CN207766026U

CN207766026U - 不间断电源装置

Info

Publication number: CN207766026U
Application number: CN201721773283.9U
Authority: CN
Inventors: 辻原弘
Original assignee: Fuji Electric China Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric China Co Ltd
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-08-24
Anticipated expiration: 2027-12-18

Abstract

本实用新型提供一种不间断电源装置，对负载进行供电，其特征在于，包括：功率模块，该功率模块进行开关动作；以及控制单元，该控制单元获得所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流，并判断所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流是否超过规定值，在判断为所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流超过所述规定值的情况下，使所述不间断电源装置对所述负载的输出频率降低以使得所述功率模块的温度降低。

Description

不间断电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种不间断电源装置，尤其涉及一种防止因不间断电源装置中的功率模块过热或过载而跳闸的不间断电源装置。

背景技术

如专利文献1所述的不间断电源装置中，开关1的一个切换触点连接到交流输入端，另一个切换触点经由充电器3连接到交流输入端。蓄电池2连接到充电器3的直流输出端，交流稳定电路20连接到开关1的输出端，交流稳定电路的输出端连接到交流输出端。该结构中，当连接到交流输入端的商用电源为正常供电时，商用电源经由开关1和交流稳定电路20转换为用于装置的交流输出电压。此时，蓄电池2通过充电器3充电。当商用电源供电发生问题时，为不间断供电，开关1切换到蓄电池2一侧，与此同时交流稳定电路20作为逆变器输出交流电压。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：CN1226099A

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

在上述现有的以逆变器对电动机进行驱动的电源装置中，若逆变器的负载即电动机过大或逆变器的功率元件过热，则会起动逆变器保护机制，使得电动机停止。虽然对转矩进行了限制，而若负载不降低则该逆变器将会跳闸。在该情况下，在不间断电源装置中、即需要使得电动机始终保持运行状态的用途中，在逆变器跳闸的情况下，必须切换成商用电源驱动，因此该情况下，商用电源用电路是必须的，而这将导致电源装置的大型化、结构复杂化且造成电源装置的制造成本的变高。

本实用新型人通过研究发现：若电动机速度下降则所需负载转矩下降的机械设备的情况下，通过使得电动机的转速或输出频率降低从而能够使得电源装置走出过负载区域，由此能够使得逆变器不跳闸地进行不间断运行。

用于解决技术问题的技术方案

本实用新型鉴于上述问题而得以完成，其目的在于，提供一种不间断电源装置，对负载进行供电，其特征在于，包括：功率模块，该功率模块进行开关动作；以及控制单元，该控制单元获得所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流，并判断所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流是否超过规定值，在判断为所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流超过所述规定值的情况下，使所述不间断电源装置对所述负载的输出频率降低以使得所述功率模块的温度降低。

实用新型效果

本实用新型所涉及的不间断电源装置适用于需要不间断运行的装置，其即使在施加过大负载或功率模块过热的情况下也能够通过使得电动机的转速或输出频率降低从而不跳闸地进行不间断运行。

附图说明

图1是本实用新型实施方式1的不间断电源装置1的电路图。

图2是利用功率模块2内置的NTC所测定到的该功率模块2的温度T-NTC与该不间断电源装置1的输出电流Io间的关系的曲线图。

图3是表示本实施方式1所涉及的不间断电源装置1的动作的流程图。

图4是本实施方式2的不间断电源装置1’的结构图。

图5是表示本实施方式3的不间断电源装置的动作的流程图。

图6是本实施方式4的不间断电源装置1”的结构图。

具体实施方式

下面，对于本实用新型所涉及的不间断电源装置的优选实施方式，使用附图进行说明，但各图中对于相同、或相当的部分，附加相同标号进行说明。

实施方式1

图1是本实用新型实施方式1的不间断电源装置1的电路图，如该图1所示，本实用新型所涉及的不间断电源装置1包括功率模块2以及控制单元4。该不间断电源装置1从电源3获得直流电，通过功率模块2将该直流电转换成所希望的输出频率的交流电来提供给负载5。

该电源3可以由蓄电池电路等直流电源来构成，以提供直流电，但并不局限于此，只要能提供直流电即可。

该功率模块2在本实施方式中由IGBT模块来构成，其内置有温度传感器6。该功率模块2通过IGBT元件的开关切换来完成功率转换。该功率模块2中内置的温度传感器6在本实施方式中为NTC(Negative TemperatureCoefficient：负温度系数热敏元件)，但并不限于此，也可以是其他内置温度传感器。此外，功率模块2也可以由IGBT模块以外的其他功率模块来构成。

该温度传感器6对IGBT模块即功率模块2进行温度测量并将所测量出的温度发送至控制单元4，该控制单元4判断功率模块2的温度是否超过规定值A，在判断为功率模块2的温度超过规定值A的情况下，使功率模块2对负载5的输出频率降低以使得功率模块2的温度降低。

其中，通过降低负载5的输出频率来使得功率模块2的温度得到降低的原理在于功率模块2的温度、不间断电源装置1的输出电流、负载5所需转矩以及不间断电源装置1对负载5的输出频率之间具备如下关系：若不间断电源装置1的输出电流变大则功率模块2的温度变高，且使得负载5的转矩对应提高，由此不间断电源装置1对负载5的输出频率上升。基于该关系，在检测到功率模块2的温度上升至超过规定值A时，通过降低功率模块2对负载5的输出频率能够降低功率模块2的温度。

以下，参照图2，对上述规定值A的两种设定方法进行说明。图2是利用功率模块2内置的NTC所测定到的该功率模块2的温度T-NTC与该不间断电源装置1的输出电流Io间的关系的曲线图。

1)根据不间断电源装置的额定输出电流I1来设定。

如图2所示，在恒定输出频率(转速)下，NTC所测定到的该功率模块2的温度T-NTC与该不间断电源装置1的输出电流Io间大致呈正比例的关系。

如图2中设定额定输出电流为I1，将该额定输出电流I1对应的温度T1作为规定值A。

2)根据不间断电源装置的过热保护温度T2来设定。

如图2中设定功率模块2中的过热保护机制的过热保护温度为T2，其对应的过热保护输出电流设为I2，将该过热保护温度T2作为规定值A。

本实施方式中，作为示例设定为T1＞T2，但也可以为T2＞T1，或者T1＝T2。

此外，也可以将规定值A设定为额定输出电流I1对应的温度T1与过热保护温度T2中较小的一个。

另外，也可以预先设定余量值△T，将规定值A设定为(T1－△T)、或(T2－△T)、或(T1－△T)与(T2－△T)中较小的一个，以进一步可靠地防止逆变器跳闸。

以下，参照图3，对本实施方式1的不间断电源装置1的动作进行说明。

在步骤S101中，由控制单元4判断由温度传感器6测量到的功率模块2的温度T-NTC是否大于规定值A，在是的情况下前进到步骤S102，控制单元4降低不间断电源装置1的输出频率，随后返回步骤S101。在温度T-NTC小于等于规定值A时(即、步骤S101中为否)，返回步骤S101，持续判断是否有T-NTC＞A。

实施方式2

图4是本实施方式2的不间断电源装置1’的结构图，如图4所示，本实施方式2与实施方式1的区别在于，上述实施方式1中设置有一个温度传感器6，在本实施方式2中内置有4个温度传感器6以对功率模块2的多个部位的温度进行测量。

其中，在图3中的步骤S101中，判断功率模块2的温度T-NTC是否大于规定值A时，在4个温度传感器6所测得的任意一个的温度大于规定值A时，则判断为功率模块2的温度T-NTC大于规定值A。其他动作与实施方式1相同。

由此，由于对功率模块2的多个部位进行温度测量，因而能够更准确地测定功率模块的温度，从而能更可靠地判断是否需要降低输出频率。

此外，温度传感器6的个数并没有限制，也可以是大于4个，也可以小于4个。

实施方式3

本实施方式3与实施方式1的区别在于，在步骤S102降低了不间断电源装置1的输出频率后，控制单元4判断功率模块2的温度是否恢复到规定值A以下，在判断为功率模块2的温度恢复到规定值A以下的情况下，使不间断电源装置1的输出频率恢复到原来的频率。具体参照图5的流程图进行说明。

图5是表示本实施方式3的不间断电源装置的动作的流程图。

步骤S101～S102与图3所示的流程图相同，在步骤S102中，控制单元将不间断电源装置的输出频率降低后，进入步骤S103，判断功率模块2的温度是否恢复到T-NTC≤A，在步骤S103判断为是的情况下，进入步骤S104，使得不间断电源装置的输出频率恢复到降低前的输出频率，随后，返回步骤S101。另一方面，在步骤S103判断为否的情况下，继续执行步骤S103以判断是否恢复到T-NTC≤A。

实施方式4

图6是表示本实施方式4的不间断电源装置的结构图。

本实施方式4与实施方式1的区别在于，不设置温度传感器而设置电流传感器7，该电流传感器7对不间断电源装置1对负载5输出的输出电流Io进行检测，并将检测出的输出电流Io提供给控制单元4。控制单元4将与图2中的额定输出电流I1或过热保护温度T2所对应的电流I2设为规定值A，将所接收到的输出电流Io与规定值A进行比较，在输出电流Io大于规定值A时使负载的输出频率降低，以降低功率模块2的温度。

与实施方式1相同的，本实施方式中，作为示例设定为I1＞I2，但也可以为I2＞I1，或者I1＝I2。

此外，也可以将规定值A设定为额定输出电流I 1与过热保护温度T2所对应的电流I2中较小的一个。

另外，也可以预先设定余量值△i，将规定值A设定为(I1－△i)、或(I2－△i)、或(I1－△i)与(I2－△i)中较小的一个，以进一步可靠地防止逆变器跳闸。

另外，本实用新型并不限于以上实施方式，也可以将各实施方式相互组合，或者在不脱离本实用新型主旨的范围内进行各种改进和变更。

工业上的应用

本实用新型的不间断电源装置能够广泛地适用于需要不跳闸地进行运行而无需设置商用电源切换电路的电源装置中。

标号说明

1，1’，1” 不间断电源装置

2 功率模块

3 电源

4 控制单元

5 负载

6 温度传感器

7 电流传感器

Claims

1.一种不间断电源装置，对负载进行供电，其特征在于，包括：

功率模块，该功率模块进行开关动作；以及

控制单元，该控制单元获得所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流，并判断所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流是否超过规定值，在判断为所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流超过所述规定值的情况下，使所述不间断电源装置对所述负载的输出频率降低以使得所述功率模块的温度降低。

2.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述功率模块内置有温度传感器，所述温度传感器对所述功率模块的温度进行检测。

3.如权利要求2所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述功率模块内置有一个以上的所述温度传感器，用于对所述功率模块的不同部位进行温度检测，

在一个以上的所述温度传感器中的任一个检测到的温度超过所述规定值时，所述控制单元使所述不间断电源装置对所述负载的输出频率降低。

4.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述不间断电源装置包括：

电流检测单元，该电流检测单元对所述不间断电源装置的输出电流进行检测。

5.如权利要求2或3所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述温度传感器为NTC。

6.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述控制单元构成为使所述不间断电源装置对所述负载的输出频率降低，从而减小负载所需转矩，使得所述不间断电源装置的输出电流减小，由此降低所述功率模块的温度。

7.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述规定值根据所述功率模块的过热保护温度来设定、或根据所述不间断电源装置的额定输出电流来设定、或根据所述功率模块的过热保护温度来设定的值与根据所述不间断电源装置的额定输出电流来设定的值中较小的一个来设定。

8.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

在所述控制单元使所述不间断电源装置对所述负载的输出频率降低后，所述功率模块的温度或所述不间断电源装置的输出电流变得低于所述规定值时，使降低后的输出频率恢复到原来的输出频率。

9.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述负载在所述输出频率降低的情况下，所需的转矩下降。

10.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述功率模块为IGBT模块。