过电流保护系统和方法技术方案

本发明专利技术至少揭示一种过电流保护方法，该方法至少包括如下步骤：接收至少一个电信号，该至少一个电信号指示流过能量变换装置中设置的至少一个开关器件的电流；判定该至少一个电信号是否等于或者大于一可变的过电流阈值，其中该可变的过电流阈值通过在线监控的与该能量变换装置运作相关的一个或者多个参数进行调节；以及在该至少一个电信号等于或者大于该可变的过电流阈值时，发送至少一个过电流标记信号。本发明专利技术还揭示过电流阈值设置方法，过电流保护模块，以及具有过电流保护功能的能量变换系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术至少揭示一种过电流保护方法，该方法至少包括如下步骤：接收至少一个电信号，该至少一个电信号指示流过能量变换装置中设置的至少一个开关器件的电流；判定该至少一个电信号是否等于或者大于一可变的过电流阈值，其中该可变的过电流阈值通过在线监控的与该能量变换装置运作相关的一个或者多个参数进行调节；以及在该至少一个电信号等于或者大于该可变的过电流阈值时，发送至少一个过电流标记信号。本专利技术还揭示过电流阈值设置方法，过电流保护模块，以及具有过电流保护功能的能量变换系统。【专利说明】
本专利技术公开的实施方式涉及系统和方法，特别涉及一种改进的。
技术介绍
通常被用来执行能量变换操作的变流器(Converter)，尤其是多电平变流器，例如，三电平变流器等，由于其较好的输出波形品质以及较高的耐压能力，在很多工业领域取得逐渐广泛的应用。例如，多电平变流器已经被应用在机车或者泵等装置中，其被用来执行直流能量到交流能量的变换操作，以给负载，例如，交流电机提供单相或者多相的交流输出电压。另外，多电平变流器还被应用在能源发电装置中，例如，风力发电装置和太阳能发电装置中，其被用来执行直流能量到交流能量的变换操作，以提供单相或者多相的交流电压，以供电网传输和配送。一般而言，多电平变流器包括多个开关元件/器件，例如，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistors, IGBT)和集成门极换流晶闸管(Integrated GateCommutated Thyristors, IGCT)等,这些开关元件/器件可以在输入的脉冲信号的作用下进行开启和闭合的动作，以执行能量变换操作。绝缘栅双极型晶体管和集成门极换流晶闸管是一种半导体器件，其对流过其中的的电流比较敏感。为了避免绝缘栅双极型晶体管和集成门极换流晶闸管因为过电流问题而被损坏，通常这些绝缘栅双极型晶体管和集成门极换流晶闸管均设置有过电流保护功能。传统上，为了简化过电流保护功能的实施，通常会根据可能遇到的最坏场景设置一个固定的过电流阈值。当流经该绝缘栅双极型晶体管或者集成门极换流晶闸管的实际电流被判定为大于该设定的固定过电流阈值时，可以将该绝缘栅双极型晶体管或者集成门极换流晶闸管关闭，从而实现对过电流的防护。然而，执行简化的过电流保护方案存在的一个技术问题是可能导致变流器的实际功率能力得不到最大的利用。因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述现有系统和方法存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于上文提及之技术问题，本专利技术的一个方面在于提供一种能量变换系统。该能量变换系统包括能量变换装置和控制装置。该能量变换装置被配置成将一种形式的电能变换成另一种形式的电能，该能量变换装置包括至少一个开关器件，该至少一个开关器件可以被关断以阻止电流流过该至少一个开关器件。该控制装置与该能量变换装置电性连接，该控制装置被配置成监控流过该至少一个开关器件的电流，该控制装置还被配置成监控与该能量变换系统运作相关的至少一个参数。其中，该控制装置还被配置成根据监控得到的与该能量变换系统运作相关的至少一个参数产生过电流阈值，并且该过电流阈值至少根据部分该至少一个参数的变化而变化。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该控制装置进一步被配置成判定该监控到的流过该至少一个开关器件的电流是否等于或者大于该变化的过电流阈值，并且在该监控到的流过该至少一个开关器件的电流等于或者大于该变化的过电流阈值时，传送过电流标志信号，该过电流标志信号被用来关断该至少一个开关器件。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该控制装置进一步被配置成判定该监控到的流过该至少一个开关器件的电流是否等于或者大于该变化的过电流阈值，并且在该监控到的流过该至少一个开关器件的电流等于或者大于该变化的过电流阈值时，传送过电流标志信号，该过电流标志信号被用来关断该能量变换装置。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该控制装置进一步被配置成判定该监控到的流过该至少一个开关器件的电流是否等于或者大于该变化的过电流阈值，并且在该监控到的流过该至少一个开关器件的电流等于或者大于该变化的过电流阈值时，传送过电流标志信号，该过电流标志信号被用来关断该能量变换系统。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该控制装置监控到的流过该至少一个开关器件的电流代表在过去的一个或者多个控制周期内流过该至少一个开关器件的电流。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该控制装置监控到的流过该至少一个开关器件的电流代表预测的在未来一个或者多个控制周期内流过该至少一个开关器件的电流。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，用于产生该可变过电流阈值的该至少一个参数的包括作用到该至少一个开关器件的直流母线电压，该控制装置进一步被配置成在该监控到的直流母线电压小于正常直流电压时，产生恒定数值的过电流阈值，并且该恒定数值的过电流阈值小于传统的根据最坏场景估计而设定的过电流阈值。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，用于产生该可变过电流阈值的该至少一个参数的包括作用到该至少一个开关器件的直流母线电压，该控制装置进一步被配置成随着该过电流阈值的增加而减小该能量变换装置的输出电压，并且增大该能量变换装置的输出电流。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，用于产生该可变过电流阈值的该至少一个参数的包括作用到该至少一个开关器件的直流母线电压，该控制装置进一步被配置成在监控的直流母线电压大于正常直流电压时，产生跟随该监控的直流母线电压呈线性变化的过电流阈值。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该监控的直流母线电压和可变过电压阈值之间的线性度受与该能量变换装置相关联的缓冲电路限制。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，用于产生该可变过电流阈值的该至少一个参数的包括作用到该至少一个开关器件的直流母线电压，该控制装置进一步被配置成在所监控的直流母线电压增加时线性地降低该过电流阈值，该控制装置进一步配置成在该过电流阈值降低时，增大该能量变换装置的输出电压，并且减小该能量变换装置的输出电流。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，该控制装置进一步被配置成在该过电流阈值变化时，通过改变与该能量变换装置相连的电机的励磁，以实现对该能量变换装置的输出电压的改变。在一些实施方式中，在该提供的能量变换系统中，用于产生该可变过电流阈值的该至少一个参数包括与该至少一个开关器件相关的温度数据。本专利技术的另一个方面在于提供一种能量变换系统。该能量变换系统包括能量变换装置和控制装置。该能量变换装置被配置成将一种形式的电能变换成另一种形式的电能，该能量变换装置包括至少一个开关器件，该至少一个开关器件可以被关断以阻止电流流过该至少一个开关器件。该控制装置与该能量变换装置电性连接，该控制装置被配置成监控流过该至少一个开关器件的电流，该控制装置还被配置成监控与该能量变换系统运作相关的直流母线电压。其中，该控制装置还被配置成当该监控得到的与该能量变换系统运作相关的直流母线电压在第一电压范围内时产生数值恒定的第一过电流阈值，该控制装置还被配置成当该监控得到的与该能量变换系统运作相关的直流母线电压在第二电压范围内时产生随该直流母线电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量变换系统，其特征在于：该能量变换系统包括能量变换装置和控制装置；该能量变换装置被配置成将一种形式的电能变换成另一种形式的电能，该能量变换装置包括至少一个开关器件，该至少一个开关器件可以被关断以阻止电流流过该至少一个开关器件；该控制装置与该能量变换装置电性连接，该控制装置被配置成监控流过该至少一个开关器件的电流，该控制装置还被配置成监控与该能量变换系统运作相关的至少一个参数；其中，该控制装置还被配置成根据监控得到的与该能量变换系统运作相关的至少一个参数产生过电流阈值，并且该过电流阈值部分地根据该至少一个参数的变化而变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈捷，S施勒德，陈昆仑，秦来贵，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US