CN218603171U - 电机短路保护电路、光伏电力系统及光伏空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机短路保护电路、光伏电力系统及光伏空调。其中，该电路包括：开关模块，设置在所述驱动模块与所述直流母线之间；采样模块，用于检测流经所述电机的电流；控制回路，连接所述采样模块的输出端，用于在电机发生短路时，控制所述开关模块断开，切断所述驱动模块与所述直流母线之间的连接。通过本实用新型，能够在电机发生短路时，使电机切出系统，避免直流母线的正极线和负极线短路，保证直流母线两端的DC/DC变换器、DC/AC变换器正常工作，进而保证光伏电力系统的正常运行。

Description

电机短路保护电路、光伏电力系统及光伏空调

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种电机短路保护电路、光伏电力系统及光伏空调。

背景技术

图1为现有的光伏电力系统的结构图，如图1所示，在现有光伏电力系统中，光伏电池电压经DC/DC变换器接入高压直流母线，该DC/DC变换器实现升压功能，将接入的光伏电压升压至设定的直流母线电压，给到用电设备的电机供电。在该系统中当电机的驱动模块短路时会导致直流母线正负短路，直接导致系统故障停机。

针对现有技术中光伏电力系统中的电机的驱动模块短路时会导致直流母线正负短路，直接导致系统故障停机的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种电机短路保护电路、光伏电力系统及光伏空调，以解决现有技术中光伏电力系统中的电机的驱动模块短路时会导致直流母线正负短路，直接导致系统故障停机的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电机短路保护电路，该电路应用于光伏电力系统，所述光伏电力系统包括依次连接的光伏电池、DC/DC变换器、DC/AC变换器、电网，电机通过驱动模块连接至所述DC/DC变换器和DC/AC变换器之间的直流母线上，该电路包括：

开关模块，设置在所述驱动模块与所述直流母线之间；

采样模块，用于检测流经所述电机的电流；

控制回路，连接所述采样模块的输出端，用于在电机发生短路时，控制所述开关模块断开，切断所述驱动模块与所述直流母线之间的连接。

进一步地，所述采样模块包括：

运算放大器，其同相输入端通过第一电阻连接电流传感器的第一端，其反相输入端通过第二电阻连接电流传感器的第二端，其输出端通过第三电阻连接自身的反相输入端，其输出端还连接比较器的反相输入端，其同相输入端还通过第四电阻接地，所述电流传感器设置在所述驱动模块与所述直流母线之间的线路上；

所述比较器，其同相输入端输入参考电压，其输出端连接非门芯片的输入端；

所述非门芯片，其输入端还通过第五电阻连接第一电压源，其输出端连接所述控制回路，用于控制所述控制回路是否导通，进而控制所述开关模块的通断。

进一步地，所述控制回路包括：

线圈，其第一端连接第二电压源，所述线圈在通电时控制开关模块中的开关关断，在断电时控制所述开关模块中的开关导通；

第一开关管，其基极连接所述非门芯片的输出端，其集电极连接线圈，其发射极连接第二开关管的基极；

所述第二开关管，其集电极连接所述线圈，其发射极通过第六电阻接地。

进一步地，所述电路还包括：

控制器，连接所述采样模块的输出端，用于根据所述采样模块输出的采样信号判断负载是否发生过流故障，并在负载发生过流故障时，控制所述开关模块断开。

本实用新型还提供一种光伏电力系统，包括上述电机短路保护电路。

本实用新型还提供一种光伏空调，包括电机，还包括上述光伏电力系统。

应用本实用新型的技术方案，通过采样模块检测流经电机的电流，进而控制上述控制回路，在电机发生短路时，使控制回路导通，控制开关模块断开，切断驱动模块与直流母线之间的连接，使电机切出系统，能够避免直流母线的正极线和负极线短路，保证直流母线两端的DC/DC变换器、DC/AC变换器正常工作，进而保证光伏电力系统的正常运行，此外，在电机切出系统后，光伏电池产生的电能反馈回电网，能够最大化利用光伏发电功率，提升系统的运行效率。

附图说明

图1为现有的光伏电力系统的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的电机短路保护电路的结构图；

图3为根据本实用新型实施例的采样模块与控制回路的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述电阻，但这些电阻不应限于这些术语。这些术语仅用来将不同电阻区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一电阻也可以被称为第二电阻，类似地，第二电阻也可以被称为第一电阻。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种电机短路保护电路，图2为根据本实用新型实施例的电机短路保护电路的结构图，如图2所示，所述电路应用于光伏电力系统，上述光伏电力系统包括依次连接的光伏电池、DC/DC变换器、DC/AC变换器、电网，电机通过驱动模块连接至DC/DC变换器和DC/AC变换器之间的直流母线上，直流母线设置有直流母线电容C1，电机短路保护电路包括：开关模块10，设置在驱动模块与直流母线之间；采样模块20，用于检测流经所述电机的电流；控制回路30，连接采样模块20的输出端，用于在电机发生短路时，控制开关模块10断开，切断驱动模块与直流母线之间的连接。

在具体实施时，开关模块10包括第一开关K1和第二开关K2，第一开关K1设置在驱动模块的正极与直流母线的正极线之间，第二开关K2设置在驱动模块的负极与直流母线的负极线之间，第一开关K1和第二开关K2同时通断，控制电机的驱动模块与直流母线之间的通断。

在本实施例中，由于光伏电池依次通过DC/DC变换器、DC/AC变换器连接电网，并且开关模块10设置在驱动模块与直流母线之间，当开关模块断开后，只有电机切出系统，DC/DC变换器、DC/AC变换器的运行不会受到影响，因此，在开关模块10断开后，光伏电池依然正常发电，产生的电能回馈电网。

本实施例的电机短路保护电路，通过采样模块20检测流经电机的电流，进而控制上述控制回路30，在电机发生短路时，使控制回路30导通，控制开关模块10断开，切断驱动模块与直流母线之间的连接，使电机切出系统，能够避免直流母线的正极线和负极线短路，保证直流母线两端的DC/DC变换器、DC/AC变换器正常工作，进而保证光伏电力系统的正常运行，此外，在电机切出系统后，光伏电池产生的电能反馈回电网，能够最大化利用光伏发电功率，提升系统的运行效率。

图3为根据本实用新型实施例的采样模块与控制回路的结构图，如图3所示，所述采样模块20包括：

运算放大器U2，其同相输入端通过第一电阻R1连接电流传感器U1的第一端，用于输入信号U1_Out，即驱动模块的电流信号，其反相输入端通过第二电阻R2连接电流传感器U1的第二端，用于输入信号U1_Ref，即参考信号，其输出端通过第三电阻R3连接自身的反相输入端，运算放大器U2的输出端还连接比较器U3的反相输入端，用于将信号Vo输出至比较器U3的反相输入端，运算放大器U2的同相输入端还通过第四电阻R4接地，所述电流传感器U1设置在驱动模块与直流母线之间的线路上；比较器U3，其同相输入端输入参考电压Vref2，其输出端连接非门芯片U4的输入端；非门芯片U4，其输入端还通过第五电阻R5连接第一电压源VCC1，其输出端连接控制回路30，用于控制上述控制回路30是否导通，进而控制开关模块10的通断。

如图3所示，为了实现开关模块10的通断，控制回路30包括：

线圈L，其第一端连接第二电压源VCC2，第一开关K1、第二开关K2和线圈L位于同一继电器中，线圈L在通电时，吸引衔铁控制开关模块中的第一开关K1、第二开关K2关断，在断电时释放衔铁控制开关模块中的第一开关K1、第二开关K2导通；第一开关管Q1，其基极连接非门芯片U4的输出端，其集电极连接线圈L，其发射极连接第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2的集电极连接所述线圈，发射极通过第六电阻R6接地。

上述实施例中，通过控制回路控制第一开关K1、第二开关K2的通断，在具体实施时，还可以通过控制器实现第一开关K1、第二开关K2的通断状态的控制，因此，如上文中提及的图2中所示，上述电路还包括：控制器40，连接采样模块20的输出端，用于根据采样模块20输出的采样信号判断负载是否发生过流故障，并在负载发生过流故障时，控制器40发出控制信号，控制开关模块10中的第一开关K1和第二开关K2断开。

为了实现为上述采样模块20和控制器40供电，如图3所示，电路还包括：辅助电源50，其输入端连接电网，其输出端分别连接采样模块20和控制器40，用于为采样模块20和控制器40供电。

上述电机短路保护电路的工作原理如下：

电机正常运行时，电流传感器U1采样由直流母线流入驱动模块的电流，经运算放大器U2差分采样调理后生成采样电压送入比较器U3的反相输入端，与参考电压值Vref2比较，当采样电压小于参考电压值Vref2时，比较器U3输出高电平，经非门U4后转换为低电平，使第一开关管Q1和第二开关管Q2截止，线圈L不得电，第一开关K1和第二开关K2闭合；当驱动模块因短路而电流过高是，采样电压超过参考电压值Vref2，比较器U3输出低电平，经非门U4后转换为高电平，使第一开关管Q1和第二开关管Q2导通，线圈L得电，第一开关K1和第二开关K2断开，将驱动模块切出，驱动模块切出后，光伏电池与、DC/DC变换器、DC/AC变换器可运行在光伏并网模式，避免出现因驱动模块短路将直流母线正负短路，造成系统故障停机。同时，系统报出压机驱分部分故障，待故障排除后，重新启动，整个系统即可正常运行。本实施例中的第一开关K1和第二开关K2选用常闭类型，系统正常运行时没有功耗，只有当驱动模块发生短路后线圈L得电，消耗电能。

实施例2

本实施例提供一种光伏电力系统，该光伏电力系统包括上述电机短路保护电路，用于在电机发生短路时，切断驱动模块与直流母线之间的连接，使电机切出系统，避免直流母线的正极线和负极线短路，保证直流母线两端的DC/DC变换器、DC/AC变换器正常工作，进而保证光伏电力系统的正常运行，此外，在电机切出系统后，光伏电池产生的电能反馈回电网，能够最大化利用光伏发电功率，提升系统的运行效率。

实施例3

本实施例提供一种光伏空调，该光伏空调中包括压缩机，压缩机中包括电机，该光伏空调中还包括权上述实施例的光伏电力系统。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电机短路保护电路，其特征在于，所述电路应用于光伏电力系统，所述光伏电力系统包括依次连接的光伏电池、DC/DC变换器、DC/AC变换器、电网，电机通过驱动模块连接至所述DC/DC变换器和DC/AC变换器之间的直流母线上，所述电路包括：

开关模块，设置在所述驱动模块与所述直流母线之间；

采样模块，用于检测流经所述电机的电流；

控制回路，连接所述采样模块的输出端，用于在电机发生短路时，控制所述开关模块断开，切断所述驱动模块与所述直流母线之间的连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样模块包括：

运算放大器，其同相输入端通过第一电阻连接电流传感器的第一端，其反相输入端通过第二电阻连接电流传感器的第二端，其输出端通过第三电阻连接自身的反相输入端，其输出端还连接比较器的反相输入端，其同相输入端还通过第四电阻接地，所述电流传感器设置在所述驱动模块与所述直流母线之间的线路上；

所述比较器，其同相输入端输入参考电压，其输出端连接非门芯片的输入端；

所述非门芯片，其输入端还通过第五电阻连接第一电压源，其输出端连接所述控制回路，用于控制所述控制回路是否导通，进而控制所述开关模块的通断。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制回路包括：

线圈，其第一端连接第二电压源，所述线圈在通电时控制开关模块中的开关关断，在断电时控制所述开关模块中的开关导通；

第一开关管，其基极连接所述非门芯片的输出端，其集电极连接线圈，其发射极连接第二开关管的基极；

所述第二开关管，其集电极连接所述线圈，其发射极通过第六电阻接地。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

控制器，连接所述采样模块的输出端，用于根据所述采样模块输出的采样信号判断负载是否发生过流故障，并在负载发生过流故障时，控制所述开关模块断开。

5.一种光伏电力系统，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的电机短路保护电路。

6.一种光伏空调，包括电机，其特征在于，还包括权利要求5所述的光伏电力系统。

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