带过压保护的变压器制造技术

为了提出用于将输入电压(ue、Ue)转换为输出直流电压(Ua)的变压器(2)的改进的过压保护，设有第一切断单元(11)，其被设计为在输出直流电压(Ua)达到或超过第一电压阈值(Ux1)时，实现对该变压器(2)的至少一部分的切断，以降低该输出直流电压(Ua)。此外，还设有第二切断单元(12)，其被设计用于检查输出直流电压的平均值是否达到或超过平均值阈值(Uxm)，并且在达到或超过该平均值阈值(Uxm)时，实现对该变压器(2)的至少一部分的切断，以降低该输出直流电压(Ua)。直流电压(Ua)。直流电压(Ua)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带过压保护的变压器
[0001]本专利技术涉及一种用于将输入电压转换为输出直流电压的变压器，该变压器包括第一切断单元，该第一切断单元被设计为在输出直流电压达到或超过第一电压阈值时，实现对该变压器的至少一部分的切断，以降低该输出直流电压。此外，本专利技术还涉及一种用于监视变压器的输出直流电压的方法，其中设有第一电压阈值，并且其中，在输出直流电压超过或达到第一电压阈值时，切断该变压器的至少一部分以降低输出直流电压。
[0002]在电气系统(诸如长定子线性电动机或平面电动机)中，由变压器向执行器提供输出直流电压。为此，使用相应的变压器从(通常较高的)输入电压转换到输出直流电压。如果输入直流电压被转换为输出直流电压，则提供直流变压器作为变压器。如果输入交流电压被转换为输出直流电压，则提供整流器作为变压器。还可以规定，整流器首先将电网交流电压转换为低直流电压，并且此外经由该整流器的转换器级或单独设计的直流变压器将低直流电压转换为特低直流电压。
[0003]输出直流电压处于某个电压范围内，例如，特低电压范围和/或低电压范围。相应的电压范围具有电压上限，输出直流电压不得超过该电压上限。为了提高提供输出直流电压的变压器的效率，可以最小化电流热损失。这可以通过使输出直流电压尽可能接近相关电压范围的电压上限来实现。然而，为了确保输出直流电压不超过该电压限制，需要高精度地监视输出直流电压。为此，可设有用于监视电压阈值的保护电路，其中该电压阈值处于电压范围的电压限制范围内。
[0004]在超过电压阈值时确保切断变压器的至少一部分，以降低输出直流电压，并且藉此使超过电压阈值的时间尽可能短。然而，即使在发生动态负载变化时出现的短时间超过的情况下，也进行切断――尽管这种短时间超过未被归类为是紧要的。
[0005]本专利技术的任务在于，提出变压器的改进的过压保护。
[0006]该任务通过以下方式来解决：设有第二切断单元，该第二切断单元被设计用于检查输出直流电压的平均值是否达到或超过平均值阈值，并且在达到或超过该平均值阈值时，实现对变压器的至少一部分的切断，以降低输出直流电压。
[0007]此外，该任务通过一种方法来解决，其中检查输出直流电压的平均值是否达到或超过平均值阈值，并且其中在达到或超过该平均值阈值时，切断变压器的至少一部分，以降低输出直流电压。
[0008]平方平均值(也称为RMS平均值)优选地被视为平均值。例如，算术平均值也可被视为平均值。
[0009]通过对输出直流电压的平均值的附加监视，第一电压阈值可被设置为尽可能接近电压上限，藉此最小化变压器的电流热损失并提高变压器的效率。在输出直流电压出现短暂峰值时，输出直流电压的平均值仅略有增加，并且不超过平均值阈值。由此，在输出直流电压出现短暂峰值的情况下不进行切断，只要不超过第一电压阈值即可。因此，动态负载也可以由输出直流电压供电。平均值阈值优选地小于第一电压阈值。
[0010]特别有利的是，在达到或超过第一电压阈值时和/或在达到或超过平均值阈值时，例如通过直接干预功率开关的门控来停用变压器的功率开关。也可以切断变压器的另一部
分或整个变压器；重要的是，通过这种切断降低了输出直流电压。
[0011]第二切断单元可以是变压器的集成组成部分，优选地是第一切断单元的集成组成部分。
[0012]第一电压阈值优选地低于第一电压限制。规定：在切断变压器的至少一部分之后，输出直流电压在一微秒内或更快地降低。在达到或超过第一电压阈值之后，触发切断信号，藉此切断变压器的至少一部分。然而，在触发信号与实际切断之间，可能会出现切断延迟。由于切断延迟，可能出现以下情况：即使在触发切断信号之后，输出直流电压也在一定程度上超过电压阈值，随后才最终下降。因此，通过确定低于电压限制的第一电压阈值可以确保，即使在发生切断延迟的情况下，也不会超过第一电压限制本身。例如，在70.2V的第一电压限制的情况下，可以设有在60至70V、优选地60至65V范围内的第一电压阈值。
[0013]平均值阈值优选地低于平均值限制(其中该平均值限制低于第一电压限制)。必须确保输出直流电压的平均值不达到或超过平均值限制。例如，在60V的平均值限制的情况下，可以设有59.25V的平均值阈值。
[0014]在确定第一电压限制和/或平均值阈值的情况下，还可以考虑构件公差、测量误差等。
[0015]如果输出直流电压的平均值达到或超过平均值阈值，则切断变压器的至少一部分。
[0016]可以设有小于第一电压阈值的第二电压阈值。如果在第一时刻检测到输出直流电压达到或超过第二电压阈值，则在输出直流电压在从第一时刻开始的一间隔之后的第二时刻达到或超过第二电压阈值时，推断出输出直流电压的平均值达到或超过平均值阈值。
[0017]第二切断单元可被设计为检测输出直流电压达到或超过小于第一电压阈值的第二电压阈值的第一时刻，并且在从第一时刻开始的预定间隔之后的第二时刻检查输出直流电压达到或超过第二电压阈值，以及在不仅在第一时刻而且在第二时刻达到或超过第二电压阈值的情况下，推断出输出直流电压的平均值达到或超过平均值阈值。
[0018]在此，可以使用离散采样时刻作为第一时刻和第二时刻，在这些时刻，输出直流电压由例如在变压器中或在变压器处设置的电压测量单元时间离散地采样且时间离散地测量。然而，为此目的，也可以使用位于已经给出的采样时刻之外的单独的时刻，在这些时刻，专门测量输出直流电压以用于与第二电压阈值进行比较。
[0019]此外，在输出直流电压已经以基本采样速率时间离散地采样的情况下(例如，由于以上提及的电压测量单元的测量)，使用输出直流电压的离散采样时刻作为第一时刻和第二时刻是特别有利的。用于输出直流电压的基本测量的该基本采样速率可以例如处于100kHz范围或MHz范围内，其中第一采样时刻和第二采样时刻优选地不是由基本采样速率确定的相邻的基本采样时刻，而是例如彼此相距0.01至100ms、或者优选地彼此相距0.1至100ms、或者特别优选地彼此相距1至100ms。优选地，第一采样时刻与第二采样时刻之间的距离在此是固定地预先给定的。
[0020]此外，独立于可能的采样，第一时刻和第二时刻可以彼此相距0.01至100ms、或者优选地彼此相距0.1至100ms、或者特别优选地彼此相距1至100ms。优选地，第一时刻与第二时刻之间的距离是固定地预先给定的。
[0021]在这个意义上，第二切断单元可被设计为推断输出直流电压的平均值、优选地平
方平均值是否达到或超过平均值阈值，其中该平均值阈值小于第一电压阈值，并且在推断出达到该平均值阈值时或在推断出超过该平均值阈值时实现对变压器的至少一部分的切断，以降低输出直流电压。
[0022]从不仅在第一时刻而且在第二时刻达到或超过第二电压阈值推断出平均值达到或超过平均值阈值在实践中是充分的近似。此外，在许多实践情形中，将输出直流电压与在第一时刻和在第二时刻的第二电压阈值进行比较，可以提供比所提出的将平均值与平均值阈值进行比较更保守的切断准则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将输入电压(ue、Ue)转换为输出直流电压(Ua)的变压器(2)，所述变压器(2)包括：第一切断单元(11)，所述第一切断单元(11)被设计为在所述输出直流电压(Ua)达到或超过第一电压阈值(Ux1)时，实现对所述变压器(2)的至少一部分的切断，以降低所述输出直流电压(Ua)，其特征在于，设有第二切断单元(12)，所述第二切断单元(12)被设计用于检查所述输出直流电压的平均值、优选地平方平均值是否达到或超过平均值阈值(Uxm)，并且在达到或超过所述平均值阈值(Uxm)时，实现对所述变压器(2)的至少一部分的切断，以降低所述输出直流电压(Ua)。2.如权利要求1所述的变压器(2)，其特征在于，所述第二切断单元(12)是所述变压器(2)、优选地所述第一切断单元(11)的集成组成部分。3.如权利要求1或2所述的变压器(2)，其特征在于，所述第二切断单元(12)被设计为检测所述输出直流电压(Ua)达到或超过小于所述第一电压阈值(Ux1)的第二电压阈值(Ux2)的第一时刻(t0)，并且在从所述第一时刻(t0)开始的预定间隔(T1)之后的第二时刻(t1)检查所述输出直流电压(Ua)达到或超过所述第二电压阈值(Ux2)，以及不仅在所述第一时刻(t0)而且在所述第二时刻(t1)达到或超过所述第二电压阈值(Ux2)的情况下，推断出所述输出直流电压(Ua)的平均值达到或超过所述平均值阈值(Uxm)。4.如权利要求1至3中任一项所述的变压器(2)，其特征在于，所述第二切断单元(12)被设计为连续地计算所述输出直流电压(Ua)的平均值(Uam)并且将所述平均值(Uam)与所述平均值阈值(Uxm)进行比较。5.如权利要求1至4中任一项所述的变压器(2)，其特征在于，与所述第一切断单元(11)相关的用于确定所述输出直流电压(Ua)的电压测量单元(V1)独立于与所述变压器(2)相关的用于确定所述输出直流电压(Ua)的电压测量单元(V0)来实施。6.如权利要求1至5中任一项所述的变压器(2)，其特征在于，与所述第二切断单元(12)相关的用于确定所述输出直流电压(Ua)的电压测量单元(V2)独立于与所述变压器(2)相关的用于确定所述输出直流电压(Ua)的电压测量单元(V0)来实施。7.如权利要求1至6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：Bamp，amp，R工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：