一种高压变频器智能控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高压变频器智能控制系统，控制系统包括柜体、以及设置在柜体中的高压变频器，智能控制系统包括检测模块、温度采样模块、散热模块、过滤模块，检测模块用于对电网的电压信号和工频支路的电流信号进行检测；温度采样模块用于对高压变频器的IGBT模块的当前温度进行采样，以获取IGBT模块的温度采样数据；散热模块根据检测模块的检测数据和温度采样模块的温度采样数据，触发对高压变频器的IGBT模块进行散热；过滤模块用于对进入柜体的空气进行过滤。本发明专利技术通过温度采样模块和散热模块相互配合，使得散热模块根据温度采样模块的结果触发散热操作，促使柜体中热量能快速的散出，辅助提升高压变频器的控制效率和控制精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种高压变频器智能控制系统


[0001]本专利技术涉及变频器控制领域，尤其涉及一种高压变频器智能控制系统。

技术介绍

[0002]高压变频器在有些场合调速和节能的效果非常明显，随着技术的不断成熟和价格的降低，其应用也越来越多。
[0003]如CN200994042Y现有技术公开了一种一体化高压变频器，该专利的功率单元放置在柜体上层空间的前后两部分，即功率单元设置成相对的两排结构，为了方便功率单元接线，功率单元的输出端位于变频器柜体的前后侧，从而使得功率单元中的电容靠近密封板，由于冷却风机位于密封腔的上方，在冷却过程中，冷却风从变频器柜体的外侧流进密封腔，通过密封腔被上方的冷却风机抽出去，当冷却风带走大量的热量时，密封腔中的冷却风已经比大气环境温度高，靠近密封板的电容长期工作在高温下，会显著造成电容使用寿命的降低，而功率单元中电容的使用寿命决定了整个功率单元的使用寿命，从而造成功率单元寿命的下降。
[0004]另一种典型的如CN110492720B的现有技术公开的一种发电厂高压变频器用制冷散热系统，现有技术中高压变频机是发电厂内部的重要设备，高压变频机工作过程中内部会产生大量的热量，热量长时间累积，会腐蚀内部零件，导致设备受损，甚至导致整个生产线路瘫痪。
[0005]再来看如CN103728998B的现有技术公开的一种用于高压变频器的智能调节散热方法及系统，高压变频器的实际工况中，通常对电机选型的冗余系数很大，一般运行的负载设置为电机额定负载的60％～80％，而与之配套的高压变频器的容量也一般要比电机的额定功率大，所以在正常工作时高压变频器的发热功率不到最大散热功率的50％。现有技术中，对高压变频器系统的散热通常采用风道散热的方法，无论系统处于轻负荷或是重负荷，均持续向散热风机输送380VAC、50Hz的低压电，使电机从系统开机到停机一直处于恒速运转状态，且风流量保持不变，使得设备轻负载时采用此类散热方法的散热功率利用率很低。现有技术中的风道散热的方法进一步的还包括以下缺陷：由于高压变频器散热风机在全速运行时会产生非常大的噪音，对于长期进行设备调试维护的工作人员造成很大的伤害，工作人员必须要带防噪音护套进行保护。高压变频器散热风机长期运行在全速状态下，会减小进风口的防尘效果，甚至导致粉尘堵塞进风口，从而降低散热功率。
[0006]为了解决本领域普遍存在散热实时性差、交互性能低、温度检测缺乏、协同配合能力较差、智能程度较低和温度调整能力有限等等问题，作出了本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种高压变频器智能控制系统。
[0008]为了克服现有技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种高压变频器智能控制系统，所述智能控制系统包括柜体、以及设置在所述柜体中的高压变频器，所述智能控制系统包括检测模块、温度采样模块、散热模块、过滤模块，
[0010]所述检测模块用于对电网的电压信号和工频支路的电流信号进行检测；
[0011]所述温度采样模块用于对高压变频器的IGBT模块的当前温度进行采样，以获取所述IGBT模块的温度采样数据；
[0012]所述散热模块根据所述检测模块的检测数据和所述温度采样模块的温度采样数据，触发对所述高压变频器的IGBT模块进行散热；
[0013]所述过滤模块用于对进入所述柜体的空气进行过滤；
[0014]所述温度采样模块包括采样单元、存储单元、以及评估单元，所述采样单元用于对所述IGBT模块的当前温度值进行采样；
[0015]所述存储单元用于对所述采样单元的温度采样数据进行存储；所述评估单元根据所述温度采样数据对所述IGBT模块的状态进行评估；
[0016]所述采样单元包括采样探头、采样座和数据传输器，所述采样探头用于对所述IGBT模块的当前温度数据进行采样；所述采样座对所述采样探头进行支撑，以将所述采样探头抵靠在所述IGBT模块的周围；所述数据传输器用于将实时的温度采样数据传输至所述散热模块中；
[0017]所述评估单元获取采样探头测得的所述IGBT模块的实时温度值T
_BT
并根据实时温度值计算所述IGBT模块的状态下降指数Work_BT：
[0018]Work_BT＝[τ
BT_nomal
+K
τ_BT
·
(T
_BT
‑
Tem
BT_nomal
)]·
i+[V
BT_nomal
+K
v_BT
(T
_BT
‑
Tem
BT_nomal
)][0019]式中，τ
BT_nomal
为所述IGBT模块在常温状态下的压降系数，V
BT_nomal
为所述IGBT模块的电阻率，K
τ_BT
为温度对电阻的影响系数，K
V_BT
为温度对所述IGBT模块运行的影响系数，Tem
BT_nomal
为所述IGBT模块的正常工作温度，i为所述高压变频器的逆变器输出的电流值，满足：
[0020][0021]式中，I
out
为计量电流的有效值，ω为高压变频器输出电流值与输出电压值之间的相位角度，θ为电压相位角；
[0022]所述评估单元获取所述IGBT模块在正常工作状态下的工作损耗指数LOSS：
[0023][0024]式中，G为调制系数，其值与逆变器的逆变输出电流正相关；K
τ_BT
为温度对电阻的影响系数，Tem
BT_nomal
为所述IGBT模块的正常工作温度，Work_BT为状态下降指数；
[0025]所述IGBT模块在进行控制的过程中，需要进行开关状态的转换，则其开关损耗指数KEY_Loss，满足：
[0026][0027]式中，t为第一个采样周期，T为采样周期的总数量，I
t
为第t个采样周期的实际电流值，I0为参照电流值；
[0028]若设定的热量监控阈值Limit和所述工作损耗指数LOSS、开关损耗指数KEY_Loss之间存在：LOSS+KEY_Loss≥Limit，则触发所述散热模块对柜体中的热量的散热。
[0029]可选的，所述检测模块包括电压检测单元和电流检测单元，所述电压检测单元用于对所述电网的电压信号进行检测；所述电流检测单元用于对所述工频支路的电流信号进行检测；
[0030]其中，所述电压检测单元包括电压互感器和数字电压表，所述电压互感器桥接在所述电网上，所述数字电压表用于对电压互感器的低压侧电压进行检测；
[0031]其中，所述电压互感器的高压侧与所述电网连接，低压侧与所述数字电压表进行连接，以获取所述电网当前的低压侧电压值；
[0032]将检测得到的低压侧电压值进行转换后，获取所述电网的实时电压值。
[0033]可选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压变频器智能控制系统，所述智能控制系统包括柜体、以及设置在所述柜体中的高压变频器，其特征在于，所述智能控制系统包括检测模块、温度采样模块、散热模块、过滤模块，所述检测模块用于对电网的电压信号和工频支路的电流信号进行检测；所述温度采样模块用于对高压变频器的IGBT模块的当前温度进行采样，以获取所述IGBT模块的温度采样数据；所述散热模块根据所述检测模块的检测数据和所述温度采样模块的温度采样数据，触发对所述高压变频器的IGBT模块进行散热；所述过滤模块用于对进入所述柜体的空气进行过滤；所述温度采样模块包括采样单元、存储单元、以及评估单元，所述采样单元用于对所述IGBT模块的当前温度值进行采样；所述存储单元用于对所述采样单元的温度采样数据进行存储；所述评估单元根据所述温度采样数据对所述IGBT模块的状态进行评估；所述采样单元包括采样探头、采样座和数据传输器，所述采样探头用于对所述IGBT模块的当前温度数据进行采样；所述采样座对所述采样探头进行支撑，以将所述采样探头抵靠在所述IGBT模块的周围；所述数据传输器用于将实时的温度采样数据传输至所述散热模块中；所述评估单元获取采样探头测得的所述IGBT模块的实时温度值T
_BT
并根据实时温度值计算所述IGBT模块的状态下降指数Work_BT：Work_BT＝[τ
BT_nomal
+K
τ_BT
·
(T
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‑
Tem
BT_nomal
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(T
_BT
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BT_nomal
)]式中，τ
BT_nomal
为所述IGBT模块在常温状态下的压降系数，V
BT_nomal
为所述IGBT模块的电阻率，K
τ_BT
为温度对电阻的影响系数，K
V_BT
为温度对所述IGBT模块运行的影响系数，Tem
BT_nomal
为所述IGBT模块的正常工作温度，i为所述高压变频器的逆变器输出的电流值，满足：式中，I
out
为计量电流的有效值，ω为高压变频器输出电流值与输出电压值之间的相位角度，θ为电压相位角；所述评估单元获取所述IGBT模块在正常工作状态下的工作损耗指数LOSS：式中，G为调制系数，其值与逆变器的逆变输出电流正相关；K
v_BT
为温度对电阻的影响系数，Tem
BT_nomal
为所述IGBT模块的正常工作温度，Work_BT为状态下降指数；所述IGBT模块在进行控制的过程中，需要进行开关状态的转换，则其开关损耗指数KEY_Loss，满足：式中，t为第一个采样周期，T为采样周期的总数量，I
t
为第t个采样周期的实际电流值，I0为参照电流值；
若设定的热量监控阈值Limit和所述工作损耗指数LOSS、开关损耗指数KEY_Loss之间存在：LOSS+KEY_Loss≥Limit，则触发所述散热模块对柜体中的热量的散热。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦艳霞，刘勇，
申请(专利权)人：长沙子羡信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：