用于測量軟啟動器電流的系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】用于測量軟啟動器電流的系統(tǒng)，包括電流監(jiān)測系統(tǒng)，該電流監(jiān)測系統(tǒng)包括控制器和電流傳送裝置，該電流傳送裝置包括第一晶閘管和第一導(dǎo)體，該第一導(dǎo)體耦接到第一晶閘管并被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流，其中第一電流包括當(dāng)?shù)谝痪чl管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過第一晶閘管的電流。該系統(tǒng)還包括第一電流傳感器與第一電流測量電路，該第一電流傳感器被配置成感測第一電流，該第一電流測量電路耦接到第一電流傳感器并且可耦接到控制器并且被配置成將代表流過第一晶閘管的第一電流的第一輸出值輸出到控制器。該控制器被配置成基于第一電流確定第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性，并且如果第一電流指示即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
【專利說明】用于測量軟啟動器電流的系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例一般涉及交流(AC)電機(jī)，且更特別涉及用于測量流過電機(jī)軟啟動器的電流的系統(tǒng)與方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)軟啟動器是控制從AC電源到感應(yīng)電機(jī)的電壓與電流傳輸?shù)难b置。軟啟動器被配置成在啟動期間限制到感應(yīng)電機(jī)的瞬態(tài)電壓和電流，造成“軟”電機(jī)啟動。在運行中，來自AC源的電力通過軟啟動器中的諸如以晶閘管或可控硅整流器(SCR)形式的一對反并聯(lián)固態(tài)開關(guān)的開關(guān)裝置以控制電流流動并且依次控制感應(yīng)電機(jī)的端子電壓。
[0003]一般來說，軟啟動器暫時減小在啟動期間電機(jī)傳動系統(tǒng)中的負(fù)載和轉(zhuǎn)矩。該減小考慮到在電機(jī)和電網(wǎng)上減小的壓力，這增加系統(tǒng)的壽命。軟啟動或電機(jī)驅(qū)動考慮經(jīng)由晶閘管的選擇性控制來減小電機(jī)的輸入電壓或電流。軟啟動器中一個或多個晶閘管的故障可導(dǎo)致系統(tǒng)的不可操作或消除用于延長電機(jī)壽命的軟啟動技術(shù)。
[0004]已經(jīng)設(shè)計檢測裝置產(chǎn)生關(guān)于流過軟啟動器的電流量的反饋。可監(jiān)測該反饋以確定通過軟啟動器的功率損耗，并可使用該反饋以計算用于熱調(diào)節(jié)的軟啟動器的溫度。常見的工業(yè)實現(xiàn)是使用與變壓器相同的原理來測量電流。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體周圍感應(yīng)磁場。該磁場可被感應(yīng)到在導(dǎo)體周圍環(huán)繞的磁線圈中。該方法類似于空氣芯變壓器并且通常稱為電流互感器。到線圈中的磁感應(yīng)電流量取決于線圈環(huán)繞數(shù)量和期望的信號電流量。因此，電流信號應(yīng)與關(guān)注導(dǎo)體中的實際電流成比例。開發(fā)了標(biāo)度用于將導(dǎo)體中的耦合電流信號值讀取為實際電流信號。
[0005]電流互感器的輸出端例如可用于通過感測通過導(dǎo)體的大電流來感測軟啟動器的導(dǎo)通狀態(tài)情況。感測通過軟啟動器的大電流包括感測可通過導(dǎo)體的寬范圍電流。通常，將感測到的電流從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。感測該寬范圍電流并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號造成在每個數(shù)字值之間的大步長。該粗略的數(shù)字步長標(biāo)度通常足以估計流過軟啟動器的功率。然而，可能期望感測流過既處于導(dǎo)通狀態(tài)又處于關(guān)閉狀態(tài)的軟啟動器的晶閘管的電流，以更精確地測量軟啟動器的運行狀態(tài)。在這種情況下，用于寬范圍電流檢測所建立的粗略數(shù)字步長標(biāo)度通常太大而不能為流過關(guān)閉狀態(tài)的晶閘管的電流提供可靠準(zhǔn)確的信息。
[0006]因此，將期望具有用于更精確地感測流過軟啟動器的電流的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，電流監(jiān)測系統(tǒng)包括控制器和電流傳送裝置，該電流傳送裝置包括第一晶閘管和第一導(dǎo)體，該第一導(dǎo)體耦接到第一晶閘管并被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流，其中第一電流包括當(dāng)?shù)谝痪чl管處于關(guān)閉狀態(tài)時流過第一晶閘管的電流。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一電流傳感器與第一電流測量電路，該第一電流傳感器被配置成感測第一電流，該第一電流測量電路耦接到第一電流傳感器并且可耦接到控制器并且被配置成將代表流過第一晶閘管的第一電流的第一輸出值輸出到控制器?？刂破鞅慌渲贸苫诘谝浑娏鞔_定第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性，并且如果第一電流指示即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，電流監(jiān)測系統(tǒng)包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置、電流傳送裝置以及第一導(dǎo)體，該電流傳送裝置包括以反并聯(lián)布置耦接在一起的一對晶閘管，該第一導(dǎo)體耦接到該對晶閘管的第一晶閘管并被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第二導(dǎo)體與第三導(dǎo)體，該第二導(dǎo)體耦接到該對晶閘管的第二晶閘管并被配置成傳輸流過第二晶閘管的第二電流，該第三導(dǎo)體耦接到第一和第二導(dǎo)體并被配置成傳輸?shù)谝缓偷诙娏?。第一電流傳感器被配置成感測第一電流，耦接到第一電流傳感器的第一電流測量電路被配置成基于第一電流輸出第一輸出電壓，并且第一關(guān)斷電路耦接到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置并且耦接到第一電流測量電路。第一關(guān)斷電路被配置成如果在第一晶閘管兩端的電壓高于閾值則將第一輸出電壓耦接到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，并且如果在第一晶閘管兩端的電壓低于閾值則將第一輸出電壓與模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置解耦。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置被配置成從第一電流測量電路獲取第一輸出電壓，基于第一輸出電壓確定第一晶閘管的可操作性，并且如果第一晶閘管運行在預(yù)定狀態(tài)之外則警告用戶。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，電流到電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制造方法包括:將電流傳送裝置經(jīng)由第一電流傳感器耦接到第一電流測量電路，其中電流傳送裝置包括第一晶閘管和第一導(dǎo)體，該第一導(dǎo)體耦接到第一晶閘管并被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流。第一電流包括當(dāng)?shù)谝痪чl管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過第一晶閘管的電流。該方法進(jìn)一步包括將控制器耦接到第一電流測量電路，將第一電流測量電路配置成將代表流過第一晶閘管的第一電流的第一輸出值輸出到控制器，以及將控制器配置成基于第一電流確定第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性并且如果第一電流指示即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
[0010]從下列詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的各種其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖示出目前構(gòu)思用于實施本發(fā)明的當(dāng)前預(yù)想的優(yōu)選實施例。
[0012]在附圖中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的軟啟動器電流監(jiān)測系統(tǒng)的方框圖。
[0014]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的電流測量電路的示意圖。
[0015]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的逆變器/增益電路的示意圖。
[0016]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的電壓降電路的示意圖。

【具體實施方式】
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的軟啟動器電流監(jiān)測系統(tǒng)100的方框圖。監(jiān)測系統(tǒng)100包括軟啟動器102，該軟啟動器102包括以逆或反并聯(lián)布置來設(shè)置的一對晶閘管104、106。即晶閘管104的陽極108和陰極110分別耦接到晶閘管106的陰極112和陽極114。軟啟動器102的一對導(dǎo)體116、118耦接到一對引腳導(dǎo)體120、122，以允許將電流供應(yīng)到并流過軟啟動器102的引腳124、126。
[0018]將在全SCR軟啟動器傳導(dǎo)模式中放置以感測流過軟啟動器102的電流的電流感測裝置128耦接到電流測量電路130，該電流測量電路130被設(shè)計為當(dāng)晶閘管104或晶閘管106處于導(dǎo)通狀態(tài)并借此傳導(dǎo)電流時測量流過軟啟動器102的電流。在一個實施例中，電流感測裝置128是感性耦接到引腳導(dǎo)體122的電流互感器，該引腳導(dǎo)體122導(dǎo)向引腳126或從引腳126導(dǎo)出。然而，本發(fā)明的實施例預(yù)期電流感測裝置128到引腳導(dǎo)體120或到載有流過軟啟動器102的電流的任何導(dǎo)體的耦接。電流感測裝置128被配置成測量流過軟啟動器102的大電流并因此包括感測寬范圍電流的能力。經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器132，將所測量或感測到的電流從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。感測該寬范圍電流并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號造成在每個數(shù)字值之間的大或粗略的步長，該步長不夠靈敏以檢測流過軟啟動器102的關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管的電流。
[0019]因此，本發(fā)明的實施例包括電流感測裝置134和電流感測裝置138，該電流感測裝置134耦接到被配置成測量流過晶閘管104的關(guān)斷狀態(tài)電流的關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136，該電流感測裝置138耦接到被配置成測量流過晶閘管106的關(guān)斷狀態(tài)電流的關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路140。定標(biāo)關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136、140并且將其配置成產(chǎn)生代表在其關(guān)斷狀態(tài)流過晶閘管104、106的電流的輸出電壓。相對于在其導(dǎo)通狀態(tài)能夠流過晶閘管104、106的電流量，這種關(guān)斷狀態(tài)電流非常小。
[0020]參照圖2，根據(jù)本發(fā)明實施例示出電流測量電路200的示意圖。電流測量電路200包括適用于圖1的電路130、136或140的實施例。電路200包括在導(dǎo)體204 (例如，圖1的導(dǎo)體116、118或122)周圍環(huán)繞的線圈202。在一個實施例中，線圈202具有在導(dǎo)體204周圍環(huán)繞的多個匝。因此，來自軟啟動器102或沿著導(dǎo)體204通過線圈202在其關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管104、106中的一個的電流在線圈202中感應(yīng)產(chǎn)生電流，該電流經(jīng)由示為電阻器的電流到電壓裝置206轉(zhuǎn)換成電壓。在線圈202中感應(yīng)的電流以及因此在電阻器206兩端產(chǎn)生的電壓與通過軟啟動器102或沿著導(dǎo)體204在其關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管104、106中的一個的電流成比例。成比例的電壓在耦接到定標(biāo)電路210以及耦接到耦接該定標(biāo)電路210的任何其它附加定標(biāo)電路(未示出)的節(jié)點208處有效。
[0021]定標(biāo)電路210包括具有一對電力端子214、216的放大器212，該電力端子214、216分別電耦接到正DC電壓母線218與接地母線220。單個正DC電源222耦接在正DC電壓母線218和接地母線220之間并將單源電力提供到激勵放大器212。放大器212的正電壓輸入224被配置成接收第一 DC移位電壓226，在一個實施例中該第一 DC移位電壓226基于定標(biāo)電路210的期望輸出電壓范圍的中值與定標(biāo)電路210的定標(biāo)因子倒數(shù)的組合(例如相乘)來設(shè)計。定標(biāo)電路210的定標(biāo)因子可由耦接到節(jié)點208并且在放大器212的負(fù)電壓輸入232與放大器212的定標(biāo)電壓輸出234之間的一對電阻器228、230來確定。因此，可將定標(biāo)因子調(diào)整成通過電流測量電路130測量被配置成在其運行狀態(tài)流過軟啟動器102的寬范圍電流，或如電流測量電路136、140所需測量流過關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管104、106的較窄范圍的漏電流。電容器236也耦接到負(fù)電壓輸入232并幫助提供在負(fù)電壓輸入232處的電壓的EMC濾波。根據(jù)本發(fā)明實施例，關(guān)斷狀態(tài)的電流測量電路136或140耦接到A/D轉(zhuǎn)換器132的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器通道238。
[0022]再參照圖1，當(dāng)相應(yīng)的晶閘管104、106在導(dǎo)通狀態(tài)傳導(dǎo)電流時，電流測量電路136、140的定標(biāo)因子將使它們的輸出電壓快速上升到干線電壓。這是因為任何流過晶閘管104、106的關(guān)斷狀態(tài)電流遠(yuǎn)小于在晶閘管104、106的導(dǎo)通狀態(tài)期間流過晶閘管104、106的電流，所以當(dāng)它們的相應(yīng)晶閘管104、106開始在其導(dǎo)通狀態(tài)傳導(dǎo)時，關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136、140通常很快變飽和。由于干線電壓不指示處于關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管104、106的漏電流，將第一電流測量關(guān)斷電路142耦接以既從關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136接收輸出電壓也從耦接到導(dǎo)體116的電流感測裝置144接收電流測量值。將第二電流測量關(guān)斷電路146耦接以既從關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路140接收輸出電壓也從耦接到導(dǎo)體118的電流感測裝置148接收電流測量值。電流感測裝置144、148例如可以是電流互感器。第一和第二電流測量關(guān)斷電路142、146被配置成當(dāng)相應(yīng)晶閘管104或106處于關(guān)斷狀態(tài)時，使來自關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136、140的輸出電壓輸送給A/D轉(zhuǎn)換器132。即當(dāng)晶閘管104、106處于反向阻斷模式(在該模式中，將相比施加到其陽極108、114的電壓更高的電壓施加到其陰極110、112)時，少量反向偏置漏電流流過裝置。陽極到陰極電流與門極漏電流有助于在其關(guān)斷狀態(tài)流過裝置的電流。該反向偏置漏電流由關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136、140測量并傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換器132。
[0023]為檢測晶閘管的關(guān)斷狀態(tài)，第一和第二電流測量關(guān)斷電路142、146包括耦接到電流感測裝置144、148與電壓降電路152的逆變器與增益電路150，該電壓降電路152也耦接到相應(yīng)的關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136、140以及A/D轉(zhuǎn)換器132。
[0024]圖3和圖4分別示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于圖1的逆變器與增益電路150和電壓降電路152的示例性實施例。逆變器與增益電路150從線電壓接收電壓并且在逆變器級300中將電壓反轉(zhuǎn)。以這種方式，將來自電流感測裝置144或148的負(fù)電壓反轉(zhuǎn)成正電壓，并在逆變器與增益電路150的增益級302中升高。如圖4所示，來自增益級302的輸出電壓volt_amp輸入到電壓降電路152的比較器級400。由比較器級400的結(jié)果驅(qū)動的繼電器402根據(jù)該結(jié)果將A/D轉(zhuǎn)換器132的連接切換到關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136或140。如本實施例所示，如果volt_amp值低于預(yù)定閾值，則繼電器402將A/D轉(zhuǎn)換器132與關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136或140解親，如圖所示。當(dāng)相應(yīng)晶閘管104、106處于導(dǎo)通狀態(tài)時，volt_amp值將通常低于預(yù)定閾值?；蛘?，當(dāng)相應(yīng)晶閘管104、106處于關(guān)斷狀態(tài)，volt_amp值將通常高于預(yù)定閾值，而繼電器402將A/D轉(zhuǎn)換器132耦接到關(guān)斷狀態(tài)電流測量電路136或140。
[0025]返回參照圖1，控制器154被示出耦接到A/D轉(zhuǎn)換器132。然而，設(shè)想控制器154可包括A/D轉(zhuǎn)換器并且在一些實施例中可不并入如所示的單獨的A/D轉(zhuǎn)換器?？刂破?54被配置成從A/D轉(zhuǎn)換器132接收電流測量/關(guān)斷電路142、146的經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的電流測量值。由電路142、146測得的關(guān)斷狀態(tài)反向偏置漏電流允許控制器154比較測量值與為晶閘管104,106指定的期望值或額定值以確定其運行狀態(tài)?？刂破?54可比較測量值與從存儲在控制器或單獨數(shù)據(jù)庫156中的查找表獲取的值。如果流過晶閘管104、106的漏電流或平均漏電流落入所考慮的值或值范圍之內(nèi)，則控制器154可指示所測的晶閘管104、106處于預(yù)期的工作序列。然而，如果流過晶閘管104、106的漏電流或平均漏電流落到所考慮的值或值范圍之外，則控制器154可指示所測的晶閘管104、106處于異常工作狀態(tài)，并可指示受影響的晶閘管可能即將發(fā)生的故障。在這種情況下，可以完成軟啟動器102的預(yù)防性維護(hù)以確保其保持在工作序列。例如，可將受影響的晶閘管替換為已知良好的替代晶閘管。在本發(fā)明實施例中，可確定在關(guān)斷狀態(tài)期間的平均DC電流，或在經(jīng)歷若干周期的軟啟動器102的開啟(firing)期間的電壓陷波(Notch)。例如，可使用經(jīng)歷十個周期的平均DC電流。
[0026]除了相對預(yù)期值檢查測量的漏電流，控制器154可使用測量的漏電流與在引腳導(dǎo)體122上的測量電流一起計算相比單獨使用在引腳導(dǎo)體122上的測量電流更精確的通過軟啟動器102的功率損耗。即當(dāng)一個晶閘管(例如，晶閘管104)處于導(dǎo)通狀態(tài)并且當(dāng)其它晶閘管(例如，晶閘管106)處于關(guān)斷狀態(tài)時，給出在導(dǎo)體116、118上的電流幅值的差異，在引腳導(dǎo)體122上的測量電流的標(biāo)度(Scale)可能掩蓋通過關(guān)斷狀態(tài)的晶閘管(例如，晶閘管106)的漏電流并且可能因此不精確地表示由軟啟動器102消耗的總功率。然而，使用來自引腳導(dǎo)體122與關(guān)斷狀態(tài)晶閘管(例如，晶閘管106)兩者的測量電流允許更精確地表示通過軟啟動器102的功率損耗，使得可由控制器154確定或計算軟啟動器102的溫度以確定溫度是否在處于運行模式的軟啟動器102的預(yù)期溫度值或額定溫度值之外。如果計算出的溫度或平均溫度在所考慮的值或值范圍之外，則控制器154可指示軟啟動器102處于異常工作狀態(tài)并且可指示軟啟動器102的故障模式或可指示軟啟動器102的可能故障即將發(fā)生。此外，控制器154可提供功率損耗和/或軟啟動器102在其工作狀態(tài)的計算溫度以協(xié)助確定處理從其中轉(zhuǎn)移的熱量的合適的散熱器。在本發(fā)明實施例中，可基于軟啟動器關(guān)斷狀態(tài)功率的平均值和軟啟動器開啟狀態(tài)功率平均值的總和來計算平均軟啟動器功率損耗。
[0027]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電流監(jiān)測系統(tǒng)包括控制器和電流傳送裝置，該電流傳送裝置包括第一晶閘管和第一導(dǎo)體，該第一導(dǎo)體耦接到第一晶閘管并被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流，其中第一電流包括當(dāng)?shù)谝痪чl管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過第一晶閘管的電流。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一電流傳感器與第一電流測量電路，該第一電流傳感器被配置成感測第一電流，該第一電流測量電路耦接到第一電流傳感器并且可耦接到控制器并且被配置成將代表流過第一晶閘管的第一電流的第一輸出值輸出到控制器?？刂破鞅慌渲贸苫诘谝浑娏鞔_定第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性，并且如果第一電流指示即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，電流監(jiān)測系統(tǒng)包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，電流傳送裝置以及第一導(dǎo)體，該電流傳送裝置包括以反并聯(lián)布置耦接在一起的一對晶閘管，該第一導(dǎo)體耦接到該對晶閘管的第一晶閘管并且被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第二導(dǎo)體與第三導(dǎo)體，該第二導(dǎo)體耦接到該對晶閘管的第二晶閘管并被配置成傳輸流過第二晶閘管的第二電流，該第三導(dǎo)體耦接到第一和第二導(dǎo)體并被配置成傳輸?shù)谝缓偷诙娏鳌５谝浑娏鱾鞲衅鞅慌渲贸筛袦y第一電流，耦接到第一電流傳感器的該第一電流測量電路被配置成基于第一電流輸出第一輸出電壓，并且第一關(guān)斷電路耦接到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置并且耦接到第一電流測量電路。第一關(guān)斷電路被配置成如果在第一晶閘管兩端的電壓高于閾值，則將第一輸出電壓耦接到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，并且如果在第一晶閘管兩端的電壓低于該閾值，則將第一輸出電壓與模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置解耦。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置被配置成從第一電流測量電路獲取第一輸出電壓，基于第一輸出電壓確定第一晶閘管的可操作性，以及如果第一晶閘管運行在預(yù)定狀態(tài)之外則警告用戶。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，電流到電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制造方法包括將電流傳送裝置經(jīng)由第一電流傳感器耦接到第一電流測量電路，其中電流傳送裝置包括第一晶閘管和第一導(dǎo)體，該第一導(dǎo)體耦接到第一晶閘管并被配置成傳輸流過第一晶閘管的第一電流。第一電流包括當(dāng)?shù)谝痪чl管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過第一晶閘管的電流。該方法進(jìn)一步包括將控制器耦接到第一電流測量電路，將第一電流測量電路配置成將代表流過第一晶閘管的第一電流的第一輸出值輸出到控制器，以及將控制器配置成基于第一電流確定第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性，并且如果第一電流指示即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
[0030]本發(fā)明的實施例已借助于優(yōu)選實施例描述，并應(yīng)理解除了上述明確的陳述以外，等效變換、替代及修改是可能的并且在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電流監(jiān)測系統(tǒng)，包括: 控制器； 電流傳送裝置，該電流傳送裝置包括: 第一晶閘管；以及 第一導(dǎo)體，其耦接到所述第一晶閘管并且被配置成傳輸流過所述第一晶閘管的第一電流，其中所述第一電流包括當(dāng)所述第一晶閘管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過所述第一晶閘管的電流； 第一電流傳感器，其被配置成感測所述第一電流； 第一電流測量電路，其耦接到所述第一電流傳感器并且可耦接到所述控制器并且被配置成將代表流過所述第一晶閘管的所述第一電流的第一輸出值輸出到所述控制器；以及其中所述控制器被配置成: 基于所述第一電流確定所述第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性；以及 如果所述第一電流指示所述即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
2.如權(quán)利要求1所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述第一電流包括反向偏置漏電流。
3.如權(quán)利要求1所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述電流傳送裝置進(jìn)一步包括: 第二晶閘管，其以反并聯(lián)布置與所述第一晶閘管耦接；以及 第二導(dǎo)體，其耦接到所述第二晶閘管并且被配置成傳輸流過所述第二晶閘管的第二電流，其中所述第二電流包括當(dāng)所述第二晶閘管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過所述第二晶閘管的電流； 其中所述電流監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 第二電流傳感器，其被配置成感測所述第二電流；以及 第二電流測量電路，其耦接到所述第二電流傳感器并且耦接到所述控制器并且被配置成將代表流過所述第二晶閘管的所述第二電流的第二輸出值輸出到所述控制器；以及其中所述控制器進(jìn)一步被配置成: 基于所述第一電流確定所述第二晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性；以及 如果所述第二電流指示所述第二晶閘管的所述即將發(fā)生的不可操作性則警告所述用戶。
4.如權(quán)利要求3所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述電流傳送裝置進(jìn)一步包括耦接到所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體的第三導(dǎo)體并且被配置成傳輸?shù)谌娏?，所述第三電流包括在全SCR軟啟動器傳導(dǎo)模式中流過所述電流傳送裝置的總電流量； 其中所述電流監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 第三電流傳感器，其被配置成感測所述第三電流；以及 第三電流測量電路，其耦接到所述第三電流傳感器并且耦接到所述控制器并且被配置成將代表所述第三電流的第三輸出值輸出到所述控制器；以及 其中所述控制器進(jìn)一步被配置成基于所述第一電流、所述第二電流與所述第三電流計算流過所述電流傳送裝置的平均功率。
5.如權(quán)利要求4所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述控制器進(jìn)一步被配置成基于根據(jù)所述第一電流與所述第二電流以及根據(jù)所述第三電流的多個電流測量值的平均值，計算流過所述電流傳送裝置的平均功率。
6.如權(quán)利要求1的電流監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 第二電流傳感器，其被配置成感測所述第一電流； 第一關(guān)斷電路，其耦接到所述控制器并且耦接到所述第一電流測量電路，其中所述關(guān)斷電路被配置成: 如果在所述第一晶閘管兩端的電壓高于閾值，則將所述第一輸出值耦接到所述控制器；以及 如果在所述第一晶閘管兩端的電壓低于所述閾值，則將所述第一輸出值與所述控制器解耦。
7.如權(quán)利要求6所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述第一關(guān)斷電路包括: 逆變器與增益電路，其被配置成反轉(zhuǎn)并升高來自所述第二電流傳感器的電壓； 電壓降電路，該電壓降電路被配置成: 將來自所述逆變器與增益電路的反轉(zhuǎn)并升高的電壓與電壓閾值比較； 如果所述反轉(zhuǎn)并升高的電壓大于所述電壓閾值，則將所述第一輸出值耦接到所述控制器；以及 如果所述反轉(zhuǎn)并升高的電壓小于所述電壓閾值，則將所述第一輸出值與所述控制器解親。
8.如權(quán)利要求1所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述控制器在被配置成確定所述第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性時，所述控制器被配置成: 比較所述第一輸出值與在查找表中存儲的參考值；以及 如果所述第一輸出值大于所述參考值則警告所述用戶。
9.一種電流監(jiān)測系統(tǒng)，包括: 模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置； 電流傳送裝置，其包括以反并聯(lián)布置耦接在一起的一對晶閘管； 第一導(dǎo)體，其耦接到該對晶閘管的第一晶閘管并且被配置成傳輸流過所述第一晶閘管的第一電流； 第二導(dǎo)體，其耦接到該對晶閘管的第二晶閘管并且被配置成傳輸流過所述第二晶閘管的第二電流； 第三導(dǎo)體，其耦接到所述第一導(dǎo)體與所述第二導(dǎo)體并且被配置成傳輸所述第一電流與所述第二電流； 第一電流傳感器，其被配置成感測所述第一電流； 第一電流測量電路，其耦接到所述第一電流傳感器并且被配置成基于所述第一電流輸出第一輸出電壓； 第一關(guān)斷電路，其耦接到所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置并且耦接到所述第一電流測量電路，其中所述第一關(guān)斷電路被配置成: 如果在所述第一晶閘管兩端的電壓高于閾值，則將所述第一輸出電壓耦接到所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置；以及 如果在所述第一晶閘管兩端的電壓低于所述閾值，則將所述第一輸出電壓與所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置解耦；以及 其中所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置被配置成: 從所述第一電流測量電路獲取所述第一輸出電壓； 基于所述第一輸出電壓確定所述第一晶閘管的可操作性；以及 如果所述第一晶閘管運行在預(yù)定狀態(tài)之外則警告用戶。
10.如權(quán)利要求9所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 第二電流傳感器，其被配置成感測第三電流； 第二電流測量電路，其耦接到所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置并且耦接到所述第二電流傳感器并且被配置成基于所述第三電流輸出第二輸出電壓； 其中所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步被配置成基于所述第一輸出電壓和所述第二輸出電壓計算流過所述電流傳送裝置的平均功率。
11.如權(quán)利要求10所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 第三電流傳感器，其被配置成感測所述第二電流； 第三電流測量電路，其耦接到所述第三電流傳感器并且被配置成基于所述第二電流輸出第三輸出電壓； 第二關(guān)斷電路，其耦接到所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置并且耦接到所述第三電流測量電路，其中所述第二關(guān)斷電路被配置成: 如果在所述第二晶閘管兩端的電壓高于閾值，則將所述第三輸出電壓耦接到所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置；以及 如果在所述第二晶閘管兩端的電壓低于所述閾值，則將所述第三輸出電壓與所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置解耦。
12.如權(quán)利要求11所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步被配置成基于所述第一輸出電壓、所述第二輸出電壓和所述第三輸出電壓計算流過所述電流傳送裝置的平均功率。
13.如權(quán)利要求9所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述第一電流傳感器包括電流互感器。
14.如權(quán)利要求9所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述第一電流傳感器被配置為感應(yīng)感測所述第一電流。
15.如權(quán)利要求14所述的電流監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述第一電流傳感器包括被配置成在所述第一導(dǎo)體周圍放置的多匝線圈。
16.一種電流到電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制造方法，包括: 將電流傳送裝置經(jīng)由第一電流傳感器耦接到第一電流測量電路，其中所述電流傳送裝置包括: 第一晶閘管；以及 第一導(dǎo)體，其耦接到所述第一晶閘管并且被配置成傳輸流過所述第一晶閘管的第一電流，其中所述第一電流包括當(dāng)所述第一晶閘管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過所述第一晶閘管的電流； 將控制器耦接到所述第一電流測量電路； 將所述第一電流測量電路配置成將代表流過所述第一晶閘管的所述第一電流的第一輸出值輸出到所述控制器；以及將所述控制器配置成: 基于所述第一電流確定所述第一晶閘管的即將發(fā)生的不可操作性；以及 如果所述第一電流指示所述即將發(fā)生的不可操作性則警告用戶。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括: 耦接被配置成感測所述第一電流的第二電流傳感器； 將關(guān)斷電路耦接到所述控制器并耦接到所述第一電流測量電路并將所述關(guān)斷電路配置成: 如果所述第一晶閘管處于關(guān)斷狀態(tài)，則將所述第一輸出值耦接到所述控制器；以及 如果所述第一晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，則將所述第一輸出值與所述控制器解耦。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中將所述關(guān)斷電路耦接到所述控制器并耦接到所述第一電流測量電路包括: 將逆變器與增益電路耦接到所述第二電流傳感器； 將所述逆變器與增益電路配置成反轉(zhuǎn)并升高來自所述第二電流傳感器的電壓； 將電壓降電路耦接到所述控制器并耦接到所述第一電流測量電路；以及 將所述電壓降電路配置成: 將來自所述逆變器與增益電路的反轉(zhuǎn)并升高的電壓與電壓閾值比較； 如果所述反轉(zhuǎn)并升高的電壓大于所述電壓閾值，則將所述第一輸出值耦接到所述控制器；以及 如果所述反轉(zhuǎn)并升高的電壓小于所述電壓閾值，則將所述第一輸出值與所述控制器解親。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括: 將所述電流傳送裝置經(jīng)由第二電流傳感器耦接到第二電流測量電路，其中所述電流傳送裝置包括: 第二晶閘管；以及 第二導(dǎo)體，其耦接到所述第二晶閘管并且被配置成傳輸流過所述第二晶閘管的第二電流，其中所述第二電流包括當(dāng)所述第二晶閘管處于關(guān)斷狀態(tài)時流過的所述第二晶閘管的電流； 將所述控制器耦接到所述第二電流測量電路；以及 將所述第二電流測量電路配置成將代表流過所述第二晶閘管的所述第二電流的第二輸出值輸出到所述控制器。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括將所述控制器配置成基于根據(jù)所述第一電流與所述第二電流的多個電流測量值的平均值，計算流過所述電流傳送裝置的平均功率。
【文檔編號】H02P1/42GK104488183SQ201380034100
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】K·M·伍德利 申請人:伊頓公司