DK174717B1 - Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme - Google Patents

Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme Download PDF

Info

Publication number
DK174717B1
DK174717B1 DK200200786A DKPA200200786A DK174717B1 DK 174717 B1 DK174717 B1 DK 174717B1 DK 200200786 A DK200200786 A DK 200200786A DK PA200200786 A DKPA200200786 A DK PA200200786A DK 174717 B1 DK174717 B1 DK 174717B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
resistance
capacitor
noise
switch
circuit
Prior art date
Application number
DK200200786A
Other languages
English (en)
Inventor
Joern Poulsen
Original Assignee
Danfoss Drives As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Danfoss Drives As filed Critical Danfoss Drives As
Priority to DK200200786A priority Critical patent/DK174717B1/da
Priority to DE10362205A priority patent/DE10362205B4/de
Priority to DE10321168A priority patent/DE10321168B4/de
Priority to GB0311577A priority patent/GB2392021B/en
Priority to US10/442,473 priority patent/US7050278B2/en
Priority to FI20030764A priority patent/FI20030764A/fi
Priority to CNB031410170A priority patent/CN100416966C/zh
Application granted granted Critical
Publication of DK174717B1 publication Critical patent/DK174717B1/da

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/062Avoiding or suppressing excessive transient voltages or currents
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H02H3/337Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers avoiding disconnection due to reactive fault currents
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Description

1 DK 174717 B1
Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrush-strømme
Opfindelsen vedrører et elektronisk kredsløb der indsættes som beskyttelse i 5 en DC-mellemkreds i en motorstyring såsom en frekvensomformer, hvor store startstrømme i mellemkredsen kræver beskyttelsesforanstaltninger.
Beskyttelsen gælder særligt mellemkredskondensatoren, men også støjafkoblingskondensatorer anvendt i RFI-filtre (Radio Frequency Interference) kan tage skade under opstartsekvensen.
10 I frekvensomformere til hastighedsregulering af elektromotorer udføres i udstrakt grad pulsbredde- og pulsamplitudemodulering af effekt-halvledere.
Denne modulation har som bivirkning dannelsen af lednings-transmitteret radiostøj. Normen EN 55011 beskriver grænseværdier for udsendelse af 15 radiostøj for apparater, som genererer elektrisk støj. Støjen ligger typisk i området fra nogle kHz op til omkring 30 MHz. Overholdelse af disse grænseværdier kan ske ved at indbygge eller tilkoble et RFl-filter. Ved design af et RFl-filter til en frekvensomformer skal der tages hensyn til, om ensretteren er styret eller ustyret ligesom vekselretterens switchfrekvens skal 20 tages med i betragtningen. Også længden af motorkablerne er en væsentlig designparameter. RFI-filtre kan tilsluttes på frekvensomformerens udgang samt anbringes i mellemkredsen eller på netsiden.
Brugen af RFI-filtre giver imidlertid problemer når der samtidigt er tilsluttet et 25 fejlstrømsrelæ på netsiden af frekvensomformeren. Kraftige RFI-filtre anbragt på netsiden har en eller flere kondensatorer til jord (PE, Protective Earth), som er så store, at fejlstrømsrelæet udløses under indkobling. Også RFI-filtre anbragt i mellemkredsen kan forårsage udløsning af fejlstrømsrelæet. Dette problem kan løses ved at anvende fejlstrømsrelæer med højere udløsestrøm 30 eller ved at anvende fejlstrømsrelæer med forsinkelseskredsløb, så trigning ikke sker ved kortvarige pulser.
2 DK 174717 B1
Alternativt kan problemet med uønsket trigning af fejlstrømsrelæet løses ved at designe RFI-filteret sådan, at jordafledningsstrømmen bliver mindre. Fra fx EP 0 930 695 kendes et RFI-filter tilsluttet netsiden, der muliggør tilslutning af en frekvensomformer til et fejlstrømsrelæ.
5
Et andet problem som designeren af RFI-filtre møder, er brugen af symmetrisk og ikke-symmetrisk jordede net. I symmetrisk jordede net er de tre fasers stjernepunkt ført til jord, hvilket i overvejende grad er tilfældet i Europa. Asymmetriske net anvendes ofte i USA, hvor den ene af de tre faser 10 er jordet, også kaldet delta-jordet net. Frekvensomformere på asymmetriske net kan forårsage meget store afledningsstrømme til jord, og vil hyppigere udløse et fejlstrømsrelæ end frekvensomformere tilsluttet symmetriske net.
Tilslutning af en frekvensomformer på asymmetrisk jordforbundne net sker efter vor erfaring i ca. 10% af tilfældene.
15
Støjafledningskondensatorerne i RFI-filtrene forårsager som beskrevet inrushstrømme til jord. En anden inrushstrøm er den der løber igennem meliemkredskondensatoren under opstart. Beskyttelse af mellemkredskondensatoren er beskrevet i JP 02155477 A, hvor en modstand 20 er indsat i serie med mellemkredskondensatoren. Et relæ er anbragt parallelt med modstanden, og relæet holdes åbent af en styreindretning under opstart og lukket under drift.
Fra SU 1658344 kendes en frekvensomformer, der i mellemkredsen har to 25 serieforbundne kondensatorer mellem plus- og minusledningen. Fra kondensatorernes midtpunkt er der ført en PTC-modstand (Positive Temperature Coefficient) til jord. Modstanden har til opgave at begrænse den store opstartsstrøm, som kondensatorerne vil trække. Da modstanden er meget lille under opstart, kan kondensatoren tilsluttet minus-ledningen 30 betragtes som kortsluttet, hvorved opladningsstrømmen begrænses. Ved stigende temperatur bliver modstanden så stor, at dens tilstedeværelse under drift ingen indflydelse har. SU 1658344 beskriver imidlertid ikke 3 DK 174717 B1 problematikken om brug af fejlsstrømsrelæer og frekvensomformere, og den i SU 1658344 anvendte PTC-løsning vil formodentlig medføre så stor strøm til jord, at et fejlstrømsrelæ på uønsket vis trigges.
5 De kendte løsninger beskriver således overvejende beskyttelse af mellemkredskondensatoren. I patentansøgning PA 2000 01837 af ansøgeren er beskrevet et kredsløb, hvor en inrushmodstand er indsat i serie med en støjafledningskondensator i mellemkredsen og en kontakt er tilsluttet parallelt med modstanden. Denne modstand skal dæmpe common mode strømmen, 10 d.v.s. den strøm der løber frem gennem både plus- og minusledningen og herefter til jord. Common mode strømmen kan være støjstrøm fra vekselretteren eller såkaldte surge pulser fra nettet. En anden kontakt er tilsluttet en anden inrushmodstand i serie med to mellemkredskondensatorer, og en kontakt er forbundet parallelt med modstanden. Modstandens opgave 15 er at dæmpe den differentielle strøm under opstart, d.v.s. den strøm der løber fra plusledningen til minusledningen. Kredsløbet har imidlertid den ulempe, at der skal bruges to relæer. Disse relæer er fysisk store hvilket er uønsket, da frekvensomformer-trenden går mod mindre og mindre motorstyringer.
20 På baggrund af det foregående består opgaven i lave et beskyttelseskredsløb til anvendelse i en DC-mellemkreds, hvor kredsløbet både beskytter mellemkredskondensatoren og støjafledningskondensatoren og er mindre pladskrævende end hidtil.
25 I en motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrush-strømme i en DC-mellemkreds, hvor kredsløbet er indsat i serie med en mellemkredskondensator og indeholder en inrushmodstand samt en kontakt som styres af en styreindretning løses opgaven ved at kredsløbet yderligere indeholder en støjafkoblingskondensator som afleder støjstrømme 30 til jord, at inrushmodstanden er udført som et modstandsnetværk tilsluttet kontakten og at styreindretningen via kontakten ændrer modstandsnetværkets resistans, så resistansen overfor en differentiel strøm 4 DK 174717 B1 ved åben kontakt er større end resistansen overfor en common mode strøm, og at resistansen ved lukket kontakt er større overfor common mode strømmen end overfor den differentielle strøm.
5 Ved at lave et passivt beskyttelseskredsløb som beskrevet er det muligt at formindske antallet af elektronik komponenter der skal bruges for at lave en kredsløbskombination af støjfilter og inrushbeskyttelse. Kredsløbet beskytter både mellemkredskondensatoren og støjafledningskondensatoren mod for store inrushstrømme, og virker samtidigt som støjfilter både under opstart og 10 under almindelig drift. Når kontakten er åben, har modstandsnetværket en første effektiv resistans overfor inrush- og støjstrømme, mens netværket efter lukning har en anden effektiv resistans. Netværket udviser forskellig modstand alt efter om det er common mode strøm eller differentiel strøm.
Opfindelsen har endvidere den fordel, at en motorstyring der gør 15 brug af kredsløbet vil være mere robust overfor surge spændinger.
Motorstyringsfabrikanten tester før endelig levering apparatet ved at påtrykke en høj common mode spænding på 4kV mellem netfaserne og jord. Dette giver almindeligvis anledning til en stor peak-spænding over støjafledningskondensatoren, men ved altid at have en modstand i serie med 20 kondensatoren opnås en reduktion af peakspændingens amplitude.
Med fordel har modstandsnetværket fortsat en dæmpende virkning efter lukning af kontakten. Herved adskiller opfindelsen sig fra teknikkens stade, hvor en inrushmodstand efter lukning af kontakten ikke mere spiller en aktiv 25 elektronisk rolle. Den er i reglen helt kortsluttet. Modstandsnetværkets dæmpende virkning efter lukning gælder overfor common mode strømmen, men ikke overfor den differentielle strøm, og er vigtig af hensyn til dæmpning af uønsket krydstale i motorstyringen. Ved åben kontakt virker kredsløbet således både som støjfilter og inrushbeskyttelse mens det efter lukning af 30 kontakten kun virker som støjfilter.
5 DK 174717 B1
Kredsløbet kan laves med kun én kontakt som er tilsluttet mellemkreds-kondensatoren. Herved spares omkostninger og særligt plads, da kontakten, i det tilfælde hvor den udføres som et relæ, skal være dobbelt isoleret af sikkerhedshensyn. Endvidere skal der kun anvendes ét styresignal mod 5 tidligere mindst to.
Mellemkredskondensatoren kan udføres som to kondensatorer, hvor kontakten er anbragt i serie midt imellem de to kondensatorer og hvor modstandsnetværket er anbragt parallelt med kontakten. Dette muliggør 10 frakobling af modstandsnetværket på et ønsket tidspunkt.
Ved at tilslutte støjafledningskondensatoren til midtpunktet mellem to serieforbundne modstande, og hvor disse modstande igen er tilsluttet midtpunktet mellem to kondensatorer, som er anbragt fra mellemkredsens 15 plusskinne til minusskinne, kan støjafledningskondensatoren beskyttes mod høje spændinger. Det betyder, at man kan vælge en lavere ratet og dermed billigere komponent. Modstandsnetværket kan således udføres med kun to modstande. Det er foretrukket, at de to modstande har samme værdi (R).
Hvis dette er tilfældet vil modstandsnetværket ved åben kontakt udvise en 20 modstand på to gange R overfor den differentielle inrushstrøm og en modstand på en halv gang R overfor inrush- common mode strømmen, mens modstandsnetværket ved lukket kontakt udviser nul gange R overfor den differentielle strøm og en halv gange R overfor støjstrømmen under almindelig drift. Alt efter kontaktens stilling udviser modstandsnetværket 25 således en række forskellige effektive resistanser overfor forskellige strømme.
Det er endvidere at foretrække, at modstandsnetværket bygges sådan, at resistansen overfor common mode strømmen er lavere under drift end under 30 opstart. Fortrinsvist er resistansen halveret, og herved opnås en forøgelse af den støjafledende virkning fra støjafledningskondensatoren.
6 DK 174717 B1
Dette bliver særligt tydeligt hvis modstandene laves som NTC-modstande.
Ved stigende temperatur falder modstandsnetværkets effektive resistans, hvilket efter lukning af kontakten er særligt fordelagtigt da det øger støjfiltervirkningen.
5
Styreindretningen, der typisk er motorstyringens mikrocontroller, lukker foretrukket kontakten når mellemkredskondensatoren er opladt. På dette tidspunkt er inrush-sekvensen overstået, og der trædes ind i den almindelige driftfase.
10
Med fordel forbindes der fra mellemkredsens plusledning en yderligere støjafledningskondensator til jord. Herved opnås, at beskyttelseskredsløbet både kan bruges på net med almindelig jordtilslutning og på net med asymmetrisk jordtilslutning. På net med asymmetrisk jordtilslutning holdes 15 kontakten åben både under opstart og under drift, mens kontakten ved almindelige net fortrinsvist er sluttet under drift. Det er således ikke nødvendigt for producenten at have to versioner af det kombinerede støj- og beskyttelseskredsløb. Istedet kan kredsløbet tilpasses nettet ude ved slutbrugeren ved brug af fx en jumper.
20
For at opnå den bedst mulige dæmpning af den ledningstransmitterede radiostøj, børen støjfiltrering ske både på netsiden og i mellemkredsen.
Støjfiltreringen på netsiden sker ved at serieforbinde mindst to kondensatorer fra forsyningsledningen til jord. Den første kondensator, som er tilsluttet jord, 25 er parallelkoblet med en kontakt, som holdes åben under inrush. Herved virker den første kondensator som inrushbeskyttelse. Eventuelt kan en modstand kobles parallelt med kontakt og med den første kondensator, Ved at have filter og inrushbeskyttelse på netside og i mellemkredsen opnås et støjfilter i to trin. Kontakterne kan passende aktiveres samtidigt afen og 30 samme styreindretning.
7 DK 174717 B1
De beskrevne kontakter er fortrinsvist relæer, men transistorer vil også kunne anvendes.
Opfindelsen beskrives nu med udgangspunkt i de følgende to figurer hvor 5 - Figur 1 viser et tidligere beskyttelses- og filterkredsløb designet af anmelderen - Figur 2 viser et udførelseseksempel på opfindelsen 10 Figur 1 viser et kredsløb til inrushbeskyttelse og støjfiltrering som beskrevet i ansøgerens patentansøgning PA 2000 01837. Med positionsnummer 1 angives netdelen og indgangsdelen til en frekvensomformer. På netsiden er en ikke vist spændingskilde tilsluttet kontakter K, som igen er tilkoblet et fejlstrømsrelæ 2 gennem hvilke tre faser føres hen til frekvensomformerens 15 indgang. Kondensatorerne C1 ,C2 og C3 er tilsluttet faseledningerne med den ene pol og med den anden samlet i et fælles stjernepunkt. De virker på kendt vis som differensstøjs-undertrykkere. Det gælder også kondensatorerne C4,C5 og C6. Mellem de to sæt kondensatorer sidder i hver fase en spole (L1 ,L2 og L3), der virker som common mode spole. Disse tre spoler er viklet 20 på en fælles ferritkerne. Afgrenet fra forsyningsledningerne sidder kondensatorerne C7, C8 og C9, der virker som støjafkoblingskondensatorer, og er samlet i et fælles stjernepunkt. Hvert sæt af spole L og kondensator C danner et LC led til undertrykkelse af støj. Fra kondensatorernes stjemepunkt sidder en parallelkobling af modstanden R1, relæet S1 og serieforbindelsen 25 C10 og C11. C10 og C11 kan også erstattes afen enkelt kondensator, men på asymmetrisk forbundne jordnet, hvor S1 skal holdes åben, kan der opstå høje spændinger i stjernepunktet som overstiger spændingsspecifikationen for den enkelte kondensator. Denne parallelkobling - tilsammen benævnt 4 -er tilsluttet jord. Med rammen 5 er angivet de komponenter, der virker som 30 passivt RFI-filter på symmetrisk jordede net under almindelig drift.
Ensretteren 3 er i dette udførelseseksempel ustyret, men en styret ensretter kan også bruges. Efter ensretteren 3, der omformer vekselspændingen til en 8 DK 174717 B1 pulserende DC som føres til DC-mellemkredsen 6, følger spolen L4. Dens primære opgave er at undertrykke den 5. ,7. og 9. harmoniske af strømmen under drift for at undgå nettilbagevirkning, men det har vist sig at den også reducerer radiostøj. Derfor er denne spole dubleret med L5 i minus-ledningen 5 af DC-bussen. Mellemkredskondensatoren består af to serieforbundne kondensatorer C16 og C17, og støjafledningskondensatoren C13 er tilsluttet deres fælles midtpunkt. Potentialemæssigt ligger dette midtpunkt næsten på jordspænding, og fordelen ved denne konstruktion er at kondensator C13 belastes mindre spændingsmæssigt end i tilfælde hvor den er tilsluttet fx 10 minusledningen direkte. Det betyder, at der kan bruges en kondensator med lavere komponent specifikationer. På udgangen 7 tilsluttes en ikke vist vekselretter. En styreindretning 8 afgør om kontakterne S1 og S2 må sluttes, hvilket ikke bør ske ved asymmetriske net. Information om hvilken type net frekvensomformer, RFI-filter og fejlstrømsrelæ er tilkoblet indgives af 15 operatøren via frekvensomformerens betjeningspanel til styreindretningen 8.
Alternativt kan operatøren sætte en jumper anbragt ved relæet, hvor jumperen afgør om relæet kan sluttes eller ej.
Når kontakterne K på indgangen til fejlstrømsrelæet sluttes starter in-rush 20 sekvensen. Kondensatorerne C7.C8 og C9 vil på grund af deres størrelse trække en stor strøm. Hvis deres stjernepunkt havde været direkte forbundet til jord ville denne strøm være tilstrækkelig til at udløse fejlstrømsrelæet. Et almindeligt fejlstrømsrelæ bryder ved omkring 0,5 A mens et højfølsomt relæ allerede bryder ved 30 mA. Stjernepunktet er imidlertid forbundet med 25 parallelkoblingen 4, og kondensatorerne C10 og C11 er valgt så små i forhold til C7, 08 og C9, at de virker stærkt begrænsende på afledningsstrømmens amplitude og varigheden af strømstødet. C10 og C11 har eksempelvis størrelsen 220 nF, mens C7.C8 og C9 er på 1 pF. Modstanden R1 (100 kohm) har også til opgave at udligne potentialet i stjernepunktet før relæet S1 30 slutter. Under opstart vil peak-spændingen over S1 være mellem 200-500 V, men C10 og C11 aflades gennem R1, så spændingen over R1 slutteligt vil være tæt på 0V og dermed ikke skade S1. Det har i øvrigt vist sig, at R1 i 9 DK 174717 B1 særlige tilfælde kan udelades. Under opstarts-fasen er kontakten $1 åben, så parallelkoblingen af C10,C11 og R1 virker som inrush-beskyttelse.
Styreindretningen 8, der blev aktiveret næsten samtidigt med at kontakterne K blev sluttet, har registreret tiden siden opstart, og efter en forudbestemt tid 5 sluttes kontakten på relæet S1. Herefter er kontakterne sluttet under resten af frekvensomformerens driftsperiode, så de egentlige RFI-kondensatorer C7,C8 og C9 er koblet direkte til jord, og den fulde filtervirkning opnås. For at spare holde-energi kan relæet S1 vælges som bi-stabilt relæ.
10 Beskyttelsen mod trigning af fejlstrømsrelæet på grund af jordafledningsstrøm i frekvensomformerens mellemkreds sker med parallelkoblingen 9. Når kontakterne K på indgangen til fejlstrømsrelæet sluttes starter in-rush af mellemkredsen i forhold til jord. Kondensatoren C13 vil på grund af dens størrelse trække en stor strøm. Hvis den havde været direkte forbundet til jord 15 ville denne strøm være tilstrækkelig til at udløse fejlstrømsrelæet. C13 er imidlertid serieforbundet med parallelkoblingen af R2 og S2, hvor R2 under opstart virker som ohmsk drossel. Modstanden R2 (100 kohm) er også her anbragt for at udligne potentialet før kontakten S2 sluttes. Under opstartsfasen er kontakten S2 åben, så R2 kan virke som inrush-begrænsning.
20 Styreindretningen 8 har registreret tiden siden opstart, og efter en tid der omtrentligt svarer til opladningstiden for kondensator C13 sluttes kontakten på relæet $2. Herefter er kontakterne sluttet under resten af driftsperioden, så den egentlige støjafledningskondensator C13 er koblet direkte til jord, og den fulde filtervirkning opnås. Modstand R2 og relæ S2 kan naturligvis uden 25 videre bytte plads med kondensator C13. For at spare holde-energi kan kontakten S2 være anbragt i samme relæ som kontakten S1.
Beskyttelseskredsløbet i mellemkredsen på figur 1 virker efter hensigten, men har som ulempe at det fylder relativt meget p.gr.a. de to relæer og at der skal 30 bruges to styresignaler. Hertil kommer, at støjafledningskondensator C13 ved lukket kontakt kun dæmpes af parasitære modstande i ledningerne.
10 DK 174717 B1
Figur 2 viser et udførelseseksempel på opfindelsen med det opfinderiske beskyttelseskredsløb 10 anbragt i mellemkredsen.
Mellemkredskondensatorerne C18 og C19 er tilsluttet henholdsvis mellemkredsens plus- og minusledning. De to kondensatorer er forbundet af 5 et modstandsnetværk bestående af to modstande R3 og R4 som er indsat i serie med kondensatorerne. Fra midtpunktet mellem de to modstande fører en støjafledningskondensator C20 til jord. Den ene pol på kontakten S3 er forbundet til den ene pol på kondensator C18 mens kontaktens anden pol er forbundet til den ene pol på kondensator C19. Styreindretningen 8 styrer 10 åbning og lukning af kontakten S3 og også kontakt S1 som vist i figur 1. Beskyttelseskredsløbet består af komponenterne R3,R4 og S3. R3 og R4 antages at være lige store. Når kontakterne K sluttes på indgangen starter inrushsekvensen i forhold til jord og i forhold til minusledningen. Kontakt S3 holdes åben og inrushstrømmen der løber gennem kondensatorerne C18 og 15 C19 dæmpes af summen af modstandene R3 og R4.
Samtidigt dæmpes inrushstrømmen til jord af parallelkoblingen R3 og R4 og støjafledningskondensator 020 beskyttes. De to modstande er således på samme tid inrushbeskyttelse for de almindelige mellemkredskondensatorer og for støjafledningskondensatoren.
20 Efter endt opladning af mellemkredskondensatorerne lukker styreindretningen 8 kontakten S3 og mellemkredskondensatorerne forbindes direkte i serie. I modsætning til traditionelle inrushbeskyttelser kobles inrushmodstanden således ikke ud af funktion, men forbliver derimod aktivt en del af kredsløbet.
Efter lukningen af S3 har inrushmodstandene R3 og R4 common mode 25 mæssigt den halve værdi. Hvis modstandene er lavet som NTC-modstande medfører lukningen af kontakt S3 at modstandsnetværkets effektive resistans overfor jordafledningsstrømmen reduceres. Dette er også ønsket, idet man netop ønsker stor modstand under opstart og mindre modstand under drift. Jo mindre parallelværdien af R3 og R4 er under drift, des bedre afledning af de 30 ledningsbårne støjstrømme opnås. Omvendt er en vis ohmsk dæmpning af støjstrømmen ønsket idet der ellers kan forekomme krydstale, og desuden beskyttes støjafledningskondensatorerne ved påtrykkelse af surge pulser.
11 DK 174717 B1
Krydstalen skyldes at man tilstræber at bygge frekvenomformeren så lille som muligt, hvilket medfører at afstanden mellem støjdæmpede ledninger (forbindelser, kobberbaner m.v.) og støjfyldte ledninger er lille. Det medfører en overkobling af støj, men ved at have en modstand i serie med 5 støjafledningskondensator C20 opnås en dæmpning af støjen, ligesom C20 kan bestå af to seriekoblede kondensatorer. I særlige tilfælde kan der indskydes en ekstra dæmpemodstand i serie med C20. Kondensatorerne C14 og C15 tjener som i figur 1 til at muliggøre drift på asymmetriske net, hvor kontakt S3 skal holdes åben både under opstart og under drift.
10 I figur 2 er typiske værdier for komponenterne følgende: R3 og R4 vælges til 15Ω og støjafledningskondensator C20 til 100 nF.
Mellemkredskondensatorerne ligger typisk i området 470 -1000 pF.
Modstandene R3 og R4 er fortrinsvist faste, men kan også udføres som NTC 15 modstande, så deres ohmske modstand falder ved stigende temperatur. Det giver en større radiostøjdæmpning. Anvendelsen af NTC modstande kan imidlertid medføre et problem i tilfælde hvor der anvendes lange motorkabler som fører til en opvarmning af NTC modstandene. Opvarmningen medfører et fald i modstand, og hvis motorstyringen slukkes og kort efter tændes igen 20 vil inrushmodstanden på uønsket vis være lavere end beregnet. Løsningen på dette er at lade R3 hhv. R4 bestå af en fast modstand i serie med en NTC modstand.
Under almindelig drift virker komponenterne i rammen 5 (figur 1) og 25 kredsløbet 10 (figur 2) som RFI-filter. Det i frekvensomformeren resulterende RFI-filter består således af to trin, et første trin af 2.orden på netsiden og et andet trin af 2.orden i mellemkredsen. Det effektive filter er dermed af 4.orden. RFI-filtrene på netsiden og i mellemkredsen kan beskrives som havende to karakteristikker, hvor den første karakteristik giver en lille RFI-30 dæmpende virkning mens relæet er åbent, mens RFI-filteret følger den anden bedre dæmpende karakteristik når relæet er sluttet. Den samlede støjdæmpning under opstart er ca. 40 dB, mens den er ca. 60 dB under 12 DK 174717 B1 normal drift. RFI-filtrene bliver således først helt effektive på den anden karakteristik, men det betyder mindre da der ikke er nogen væsentlig radiostøj før vekselretteren begynder at virke.
5 Opfindelsen er beskrevet med brug af et relæ som kontakt, men en transistorswitch vil også kunne bruges. Et relæ er dog foretrukket, fordi transistoren i ON-tilstand besidder en restmodstand som vil nedsætte den RFI-dæmpende virkning under drift.

Claims (10)

13 DK 174717 B1
1. Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrush-strømme i en DC-mellemkreds, hvor kredsløbet er indsat i serie med en mellemkredskondensator og indeholder en inrushmodstand samt en 10 kontakt som styres af en styreindretning kendetegnet ved at kredsløbet (10) yderligere indeholder en støjafkoblingskondensator (20) som afleder støjstrømme til jord, at inrushmodstanden er udført som et modstandsnetværk (R3,R4) tilsluttet kontakten (S3) og at styreindretningen (8) via kontakten ændrer modstandsnetværkets resistans, så resistansen 15 overfor en differentiel strøm ved åben kontakt er større end resistansen overfor en common mode strøm, og at resistansen ved lukket kontakt er større overfor common mode strømmen end overfor den differentielle strøm.
2. Motorstyring ifølge krav 1 kendetegnet ved at kredsløbet ved åben kontakt 20 både virker som støjfilter og inrushbeskyttelse mens det efter lukning af kontakten kun virker som støjfilter.
3. Motorstyring ifølge krav 2 kendetegnet ved at kredsløbet kun indeholder én kontakt (S3), og at kontakten er tilsluttet mellemkredskondensatoren 25 (C18.C19).
4. Motorstyring ifølge krav 3 kendetegnet ved at kontakten er forbundet i serie imellem en første mellemkredskondensator (C18) og en anden mellemkredskondensator (C19) og at modstandsnetværket (R3,R4) er koblet 30 parallelt med kontakten.
14 DK 174717 B1
5. Motorstyring ifølge krav 4 kendetegnet ved at modstandsnetværket består af to seriekoblede modstande (R3,R4) og at støjafkoblingskondensatoren (C20) er tilsluttet mellem deres fælles midtpunkt og jord.
5 Patentkrav
6. Motorstyring ifølge et af de foregående krav kendetegnet ved at modstandsnetværkets resistans overfor common mode strømmen (in) under drift er mindre end resistansen under opstart.
7. Motorstyring ifølge et af de foregående krav kendetegnet ved at en eller 10 flere modstande i modstandsnetværket (R3,R4) er NTC modstande.
8. Motorstyring ifølge et af de foregående krav kendetegnet ved at styreindretningen (8) lukker kontakten umiddelbart efter at mellemkredskondensatoren (C18.C19) er opladt.
9. Motorstyring ifølge et af de foregående krav kendetegnet ved at der fra mellemkredsens plusledning er ført en yderligere støjafledningskondensator (C14.C15) til jord.
10. Motorstyring ifølge et af de foregående krav kendetegnet ved at kontakten (S3) er et relæ eller en transistor.
DK200200786A 2002-05-22 2002-05-22 Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme DK174717B1 (da)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK200200786A DK174717B1 (da) 2002-05-22 2002-05-22 Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme
DE10362205A DE10362205B4 (de) 2002-05-22 2003-05-12 Elektronische Schutzschaltung gegen Einschaltstoßströme
DE10321168A DE10321168B4 (de) 2002-05-22 2003-05-12 Motorsteuereinrichtung mit einer elektronischen Schutzschaltung gegen Einschaltstoßströme
GB0311577A GB2392021B (en) 2002-05-22 2003-05-20 Motor controller incorporating an electronic circuit for protection against inrush currents
US10/442,473 US7050278B2 (en) 2002-05-22 2003-05-21 Motor controller incorporating an electronic circuit for protection against inrush currents
FI20030764A FI20030764A (fi) 2002-05-22 2003-05-21 Moottorin ohjain, johon sisältyy elektroninen piiri suojaksi syöksyvirtoja vastaan
CNB031410170A CN100416966C (zh) 2002-05-22 2003-05-21 包括防启动电流的电子电路的电动机控制器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK200200786 2002-05-22
DK200200786A DK174717B1 (da) 2002-05-22 2002-05-22 Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK174717B1 true DK174717B1 (da) 2003-10-06

Family

ID=8161240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK200200786A DK174717B1 (da) 2002-05-22 2002-05-22 Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7050278B2 (da)
CN (1) CN100416966C (da)
DE (2) DE10321168B4 (da)
DK (1) DK174717B1 (da)
FI (1) FI20030764A (da)
GB (1) GB2392021B (da)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8337166B2 (en) 2001-11-26 2012-12-25 Shurflo, Llc Pump and pump control circuit apparatus and method
US8540493B2 (en) 2003-12-08 2013-09-24 Sta-Rite Industries, Llc Pump control system and method
DE102004024933A1 (de) * 2004-04-26 2005-11-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Schutzschaltung für einen Umrichter
US7686589B2 (en) 2004-08-26 2010-03-30 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pumping system with power optimization
US7854597B2 (en) * 2004-08-26 2010-12-21 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pumping system with two way communication
US7845913B2 (en) * 2004-08-26 2010-12-07 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Flow control
US7874808B2 (en) 2004-08-26 2011-01-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Variable speed pumping system and method
US8480373B2 (en) 2004-08-26 2013-07-09 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Filter loading
US8019479B2 (en) 2004-08-26 2011-09-13 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Control algorithm of variable speed pumping system
US8469675B2 (en) 2004-08-26 2013-06-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Priming protection
US8602745B2 (en) 2004-08-26 2013-12-10 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Anti-entrapment and anti-dead head function
US7384287B2 (en) * 2005-08-08 2008-06-10 Cooper Technologies Company Apparatus, system and methods for deadfront visible loadbreak
US7572133B2 (en) * 2005-11-14 2009-08-11 Cooper Technologies Company Separable loadbreak connector and system
GB0611409D0 (en) 2006-06-09 2006-07-19 Rolls Royce Plc An earthing arrangement
US20080192409A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Paul Michael Roscizewski Livebreak fuse removal assembly for deadfront electrical apparatus
US7854620B2 (en) 2007-02-20 2010-12-21 Cooper Technologies Company Shield housing for a separable connector
US7494355B2 (en) * 2007-02-20 2009-02-24 Cooper Technologies Company Thermoplastic interface and shield assembly for separable insulated connector system
US7950939B2 (en) * 2007-02-22 2011-05-31 Cooper Technologies Company Medium voltage separable insulated energized break connector
US7666012B2 (en) 2007-03-20 2010-02-23 Cooper Technologies Company Separable loadbreak connector for making or breaking an energized connection in a power distribution network
US7633741B2 (en) * 2007-04-23 2009-12-15 Cooper Technologies Company Switchgear bus support system and method
US7568927B2 (en) * 2007-04-23 2009-08-04 Cooper Technologies Company Separable insulated connector system
CN101682177A (zh) * 2007-04-23 2010-03-24 库帕技术公司 制作和修复模块化推动母线系统的方法
US7661979B2 (en) * 2007-06-01 2010-02-16 Cooper Technologies Company Jacket sleeve with grippable tabs for a cable connector
US7695291B2 (en) * 2007-10-31 2010-04-13 Cooper Technologies Company Fully insulated fuse test and ground device
US7905735B2 (en) * 2008-02-25 2011-03-15 Cooper Technologies Company Push-then-pull operation of a separable connector system
US7950940B2 (en) * 2008-02-25 2011-05-31 Cooper Technologies Company Separable connector with reduced surface contact
US7670162B2 (en) 2008-02-25 2010-03-02 Cooper Technologies Company Separable connector with interface undercut
US8056226B2 (en) 2008-02-25 2011-11-15 Cooper Technologies Company Method of manufacturing a dual interface separable insulated connector with overmolded faraday cage
US8109776B2 (en) 2008-02-27 2012-02-07 Cooper Technologies Company Two-material separable insulated connector
US7811113B2 (en) * 2008-03-12 2010-10-12 Cooper Technologies Company Electrical connector with fault closure lockout
US7878849B2 (en) * 2008-04-11 2011-02-01 Cooper Technologies Company Extender for a separable insulated connector
US7958631B2 (en) * 2008-04-11 2011-06-14 Cooper Technologies Company Method of using an extender for a separable insulated connector
GB2460633B (en) * 2008-06-02 2012-06-20 Jason David Boull Whipper motor surge suppressor for vending machines
DE102008031536A1 (de) * 2008-07-03 2010-01-14 Fujitsu Technology Solutions Gmbh Schaltungsanordnung und Ansteuerschaltung für ein Netzteil, Computernetzteil und Verfahren zum Schalten eines Netzteils
US8313306B2 (en) 2008-10-06 2012-11-20 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Method of operating a safety vacuum release system
US8564233B2 (en) 2009-06-09 2013-10-22 Sta-Rite Industries, Llc Safety system and method for pump and motor
US8436559B2 (en) 2009-06-09 2013-05-07 Sta-Rite Industries, Llc System and method for motor drive control pad and drive terminals
US9556874B2 (en) 2009-06-09 2017-01-31 Pentair Flow Technologies, Llc Method of controlling a pump and motor
DE102009037859B4 (de) 2009-08-18 2017-02-23 Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property Gmbh Eingangsschaltung für ein elektrisches Gerät, Verwendung einer Eingangsschaltung und elektrisches Gerät
BR112013014476A2 (pt) 2010-12-08 2016-09-20 Pentair Water Pool & Spa Inc válvula de descarga de alívio de vácuo para um sistema de segurança de liberação de vácuo
US8610188B2 (en) * 2011-09-15 2013-12-17 GlobalFoundries, Inc. Integrated circuit decoupling capacitor arrangement
WO2013067206A1 (en) 2011-11-01 2013-05-10 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Flow locking system and method
TWI450491B (zh) 2012-05-09 2014-08-21 Delta Electronics Inc 避免突波電流之馬達驅動裝置
US9885360B2 (en) 2012-10-25 2018-02-06 Pentair Flow Technologies, Llc Battery backup sump pump systems and methods
GB2508442A (en) 2012-11-29 2014-06-04 Control Tech Ltd Conducted emissions filter
JP6315380B2 (ja) * 2014-08-18 2018-04-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明システム
US10050612B1 (en) * 2017-04-06 2018-08-14 Texas Instruments Incorporated Resistor-capacitor (RC) delay circuit with a precharge mode
CN113726136B (zh) * 2020-05-26 2023-11-03 台达电子企业管理(上海)有限公司 变换装置
CN113726137B (zh) * 2020-05-26 2023-11-03 台达电子企业管理(上海)有限公司 变换装置
DE102021209444A1 (de) 2021-08-27 2023-03-02 Lenze Se Netzfilter und Frequenzumrichter
DE102022120544A1 (de) 2022-08-15 2024-02-15 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
DE102022120543A1 (de) * 2022-08-15 2024-02-15 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8615010D0 (en) * 1986-06-19 1986-07-23 Powertron Ltd Power supplies
SU1658344A1 (ru) * 1988-07-20 1991-06-23 Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова Устройство плавного включени статического преобразовател
JPH02155477A (ja) * 1988-11-30 1990-06-14 Hitachi Ltd 電力変換装置保護装置
JP2513055B2 (ja) * 1990-02-14 1996-07-03 日本電装株式会社 半導体装置の製造方法
CN2094817U (zh) * 1991-03-29 1992-01-29 张荣华 电器启动保护器
DE9410910U1 (de) * 1994-07-07 1995-11-02 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen
US5568041A (en) * 1995-02-09 1996-10-22 Magnetek, Inc. Low-cost power factor correction circuit and method for electronic ballasts
US6094036A (en) * 1995-12-05 2000-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Electrical power supply with low-loss inrush current limiter and step-up converter circuit
US5930130A (en) * 1997-09-29 1999-07-27 Jrs Technology, Inc. Inrush protection circuit
DE29800567U1 (de) * 1998-01-14 1998-04-09 Siemens Ag Filteranordnung zur Dämpfung für Umrichter mit geregeltem Spannungszwischenkreis und sinusförmigen Phasenströmen
US6055167A (en) * 1998-08-10 2000-04-25 Custom Power Systems, Inc. Pulse width modulated boost converter integrated with power factor correction circuit
DK175067B1 (da) * 2000-12-07 2004-05-17 Danfoss Drives As RFI-filter til en frekvensomformer samt fremgangsmåde til indkobling af filteret
TW522623B (en) * 2001-06-13 2003-03-01 Delta Electronics Inc Inrush current protection circuit
US6674272B2 (en) * 2001-06-21 2004-01-06 Champion Microelectronic Corp. Current limiting technique for a switching power converter
US6445165B1 (en) * 2001-09-21 2002-09-03 International Business Machines Corporation Circuit for limiting inrush current to a power source

Also Published As

Publication number Publication date
GB2392021B (en) 2005-07-20
US7050278B2 (en) 2006-05-23
GB0311577D0 (en) 2003-06-25
CN1459904A (zh) 2003-12-03
CN100416966C (zh) 2008-09-03
DE10321168B4 (de) 2009-06-10
FI20030764A0 (fi) 2003-05-21
FI20030764A (fi) 2003-11-23
DE10321168A1 (de) 2003-12-18
US20030218838A1 (en) 2003-11-27
DE10362205B4 (de) 2009-07-30
GB2392021A (en) 2004-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK174717B1 (da) Motorstyring indeholdende et elektronisk kredsløb til beskyttelse mod inrushstrømme
DK175067B1 (da) RFI-filter til en frekvensomformer samt fremgangsmåde til indkobling af filteret
US6744613B2 (en) System and method for filtering multiple adverse characteristics from a power supply source
EP0872004B1 (en) Transformerless conditioning of a power distribution system
JP5215662B2 (ja) 電源ラインフィルタ
EP2871739B1 (en) Network appliance with monitoring of power supply
EP2293402A1 (en) Protective system for voltage transformers
EP1727257A1 (en) A protection circuit for potential transformers
EP2128950A1 (en) Protection system for voltage transformers
CN113315495B (zh) 一种igbt驱动器及其抑制共模干扰方法和电路
US9093885B2 (en) Methods and systems for cleaning relay contacts
US20210006235A1 (en) Compensation Filter and Method for Activating a Compensation Filter
RU2381614C1 (ru) Сетевой фильтр (варианты)
KR20170076266A (ko) 전원 장치용 서지 보호회로
JPS59144322A (ja) 交流限流装置
CN108134600A (zh) 一种开关信号隔离电路
CN215681791U (zh) 一种浪涌保护电路及电器设备
US20210273638A1 (en) Universal semiconductor switch
KR102375522B1 (ko) 전력 공급 장치 및 이를 포함하는 공기조화기
CN211087040U (zh) 一种满足dc-i测试要求的服务器dc电源控制装置
JPH0623179Y2 (ja) 整流子電動機の雑音防止装置
KR100581709B1 (ko) 모뎀용 스위칭방식 전원공급장치
CN113346721A (zh) 一种利用铁氧体磁性材料进行高频抑制的滤波器
TWM601197U (zh) 拋負載保護裝置
CN104685750A (zh) 用于保护变压器的可靠设备

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed

Ref document number: DK