СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И/ИЛИ ОБРАЗОВАНИЯ РОСЫ НА КОМПОНЕНТАХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ КОНТУРОМ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК G01R31/42 H02M1/32 H02H7/122 

Изобретение относится к способу распознавания загрязнения и/или образования росы на компонентах преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения.

В преобразователях частоты переменного тока, особенно в преобразователях частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения, из-за эксплуатации в условиях образования росы или недопустимого загрязнения могут происходить пробои, которые вызывают повреждение или разрушение преобразователя частоты переменного тока.

За счет соответственно надежного выполнения, например, достаточных размеров воздушных промежутков, или путей утечки, или высокой степени защиты пытаются снизить чувствительность к работе в условиях образования росы и/или загрязнения. Работа в условиях образования росы и/или загрязнения является ненадлежащим режимом работы, который обычно недопустим. Указания в относящейся к преобразователю частоты переменного тока документации (инструкция по эксплуатации, инструкция по вводу в действие, каталог) должны обеспечивать, чтобы преобразователь частоты переменного тока использовался только надлежащим образом, то есть, чтобы ненадлежащий режим работы не мог возникать.

Обстоятельства при повреждении или разрушении преобразователя частоты переменного тока позволяют предположить, что указания по использованию не соблюдались, то есть, что поврежденный или разрушенный преобразователь частоты переменного тока применялся не надлежащим образом.

Из DE 10 2004 018 578 В4 известен способ для определения степени загрязнения эксплуатируемого преобразователя частоты переменного тока. Согласно этому способу определяется поверхностная проводимость части преобразователя частоты переменного тока, открытой воздействию внешнего воздуха, окружающего преобразователь частоты переменного тока, и сравнивается с предварительно определенным граничным значением. Это определенное сравнительное значение является мерой для степени загрязнения преобразователя частоты переменного тока. С помощью этого способа еще до наступления прерывания работы распознается опасность защитного отключения преобразователя частоты переменного тока вследствие загрязнения. Подобное загрязнение преобразователя частоты переменного тока возникает именно тогда, когда этот преобразователь частоты переменного тока эксплуатируется не в соответствии с его степенью защиты.

Из DE 10 2007 023 056 A1 известен способ для защиты от образования росы на охлаждаемом устройстве. Согласно этому способу в зависимости от определенной температуры устройства охлаждения охлаждаемого устройства, определенной температуры ввода охладителя и заданной температуры воздуха, окружающего охлаждаемое устройство, генерируется управляющий сигнал, с помощью которого объемный поток (расход) охладителя устанавливается таким образом, что температура устройства охлаждения равна температуре окружающего воздуха. Тем самым предотвращается то, что в зоне устройства охлаждения жидкая фаза воздуха выпадает и может осаждаться на охлаждаемых устройствах в этой зоне устройства охлаждения. Тем самым обеспечивается защита от образования росы.

Эти известные способы выполняются во время функционирования преобразователя частоты переменного тока, особенно преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения. Тем самым эти известные способы не могут защитить преобразователь частоты переменного тока, который после длительного перерыва вновь должен эксплуатироваться, от того, что вследствие образования росы и/или недопустимого загрязнения могут произойти пробои.

Таким образом, в основе изобретения лежит задача предложить способ, с помощью которого по меньшей мере во время процесса предварительного заряда конденсатора промежуточного контура преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения можно распознать степень загрязнения и/или образования росы.

Эта задача решается в соответствии с изобретением признаками пункта 1 формулы изобретения.

За счет того, что по меньшей мере во время процесса предварительного заряда, имеющего по меньшей мере один конденсатор конденсатора промежуточного контура преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения, определяется временная характеристика импульсного тока частичного разряда, его частотный спектр вычисляется и оценивается, можно сделать выводы относительно типа загрязнения или образования росы. Результат показывается в форме соответствующего предупреждения. При обстоятельствах процесс предварительного заряда прерывается.

Этот соответствующий изобретению способ использует то, что в преобразователях частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения при включении этого преобразователя частоты переменного тока постоянное напряжение промежуточного контура на конденсаторе промежуточного контура, который содержит по меньшей мере один конденсатор, постепенно нарастает. Это служит, в числе прочего, защите задействованных компонентов и ограничению тока включения. Загрязнение и/или образование росы, которое при полном постоянном напряжении промежуточного контура привело бы к пробою, приводит при достаточном малом напряжении лишь к частичным разрядам. Эти частичные разряды с помощью измерительной техники частичного разряда в соответствии с изобретением распознаются и оцениваются.

Так как между приложением напряжения промежуточного контура во время процесса предварительного заряда и появлением частичного разряда может проходить интервал времени в несколько минут, целесообразно временную характеристику импульсного тока частичного разряда также регистрировать и оценивать во время следующего за процессом предварительного заряда функционирования преобразователя частоты переменного тока. Эта регистрация временной характеристики импульсного тока частичного разряда может быть ограничена несколькими минутами, например десятью минутами. Но также допустима регистрация временной характеристики импульсного тока частичного разряда в течение всего функционирования преобразователя частоты переменного тока.

Предупреждение, что имеет место загрязнение и/или образование росы, должно указывать на то, что дальнейшее повышение напряжения могло бы привести к пробою. На основе временной характеристики и связанного с этим частотного спектра можно сделать выводы относительно типа загрязнения и/или образования росы.

Регистрация временной характеристики импульсного тока частичного разряда проводится при напряжении в промежуточном контуре постоянного напряжения преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения, которое еще не привело бы к пробою. Например, при амплитуде напряжения, которая соответствует по меньшей мере 60% и более номинального постоянного напряжения, регистрируется импульсный ток частичного разряда. Однако это значение могло бы, при обстоятельствах, уже привести к пробою. Чтобы постепенно подойти к границе напряжения, которая приводит к пробою, промежуточный конденсатор заряжается ступенчато.

При этом поэтапном повышении напряжения промежуточного контура, начиная с определенного напряжения, обозначаемого также как напряжение ввода частичного разряда, возникают частичные разряды, которые, например, через изоляцию электропроводки промежуточного контура преобразователя частоты переменного тока обуславливаются за счет загрязнения при одновременном появлении конденсата.

Во время частичного разряда протекает импульсный ток неустановившегося режима, например, от электрода массы к массе преобразователя частоты переменного тока. Измерение этого импульсного тока осуществляется посредством приемника измеренного значения, например катушки Роговского. На основе характеристической импульсной формы с соответствующим частотным спектром, на основе частотности и временной взаимосвязи с появляющимся напряжением промежуточного контура преобразователя частоты переменного тока можно сделать выводы относительно частичного разряда.

Так как средство управления преобразователя частоты переменного тока управляет процессом заряда промежуточного контура напряжения преобразователя частоты переменного тока, является предпочтительным, что оно также выполняет анализ импульса тока. По этой причине сенсор частичного разряда выдает свой сигнал на средство управления преобразователя частоты переменного тока, в котором затем осуществляется частотный анализ. Также в этом средстве управления преобразователя частоты переменного тока осуществляется выбор предупреждения, которое должно выдаваться для индикации.

Посредством этого соответствующего изобретению способа, можно во время процесса предварительного заряда конденсатора промежуточного контура, имеющего по меньшей мере один конденсатор, преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения определять степень загрязнения и/или образования росы, так что это загрязнение и/или образование росы больше не приведет к пробоям с соответствующими их последствиями.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при распознавании загрязнения и/или образования росы на компонентах преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения. Техническим результатом являетcя возможность распознавать степень загрязнения и/или образования росы, за счет чего может быть предотвращен пробой с его последствиями. В способе распознавания загрязнения и/или образования росы, по меньшей мере, во время процесса предварительного заряда конденсатора промежуточного контура, имеющего, по меньшей мере, один конденсатор, преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения определяется временная характеристика импульсного тока частичного разряда, причем из этого импульса тока вычисляется частотный спектр и в зависимости от результата активируется предупреждение о загрязнении и/или предупреждение об образовании росы. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ распознавания загрязнения и/или образования росы на компонентах преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения, причем по меньшей мере во время процесса предварительного заряда конденсатора промежуточного контура, имеющего по меньшей мере один конденсатор, преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения определяется временная характеристика импульсного тока частичного разряда, причем из этого импульса тока вычисляется частотный спектр и в зависимости от результата активируется предупреждение о загрязнении и/или предупреждение об образовании росы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время следующего за процессом предварительного заряда функционирования преобразователя частоты переменного тока определяется временная характеристика импульсного тока частичного разряда.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение временной характеристики импульсного тока частичного разряда осуществляется при по меньшей мере 60% и более номинального напряжения промежуточного контура преобразователя частоты переменного тока с промежуточным контуром напряжения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс предварительного заряда осуществляется ступенчато, причем после достижения напряжения ввода частичного разряда определяется временная характеристика импульсного тока частичного разряда.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в зависимости от частотного анализа процесс предварительного заряда прерывается.