[发明专利]变频器的软起动保护侦测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明有关一种软起动保护侦测装置及其方法，尤指一种用于变频器的软起动电路的保护侦测装置及其方法。 

背景技术

随着固态变频器(solid state inverter)的成功开发，交流马达的使用也逐渐频繁。交流马达具有转子惯量小，散热效果佳等优点，因此随着功率半导体组件、微处理机及控制技术的进步，交流马达也广泛用于电脑数值控制(CNC，Computerized Numerical Control)工具机及工业机器人的场合。 

图1所示为公知的交流马达系统10中，交流马达与市电连接的方框图，交流电力(例如110Vac或是220Vac)由市电20供应至转换器30，以做交流至直流转换。转换后的直流电则供应到变频器(inverter)40，以做直流至交流转换，其中变频器40可受中央处理单元(CPU)50的控制，而将直流电转换成所需频率及位准的交流电，以将该所需频率及位准的交流电驱动马达60。 

变频器输入是使用整流滤波的直流电源，所以在变频器电路中会加入由电阻构成的软起动电路(soft starting circuit)抑制起动电流，起动后再利用继电器、电磁接触器、硅控整流子(SCR，Silicon Controlled Rectifier)等开关来旁路起动电阻。如图2所示，该转换器30主要由二极管组32及滤波电容C构成，市电20经由二极管组32整流及经过滤波电容C滤波后，再供应给变频器(未图示)。整流滤波电路的滤波电容和输入市电的压差太大时，会差生很大的充电电流，造成瞬间过电流使得输入整流二极管组32损坏、或保险丝烧断、或无熔丝开关跳脱。因此在整流滤波电路常会加入软起动电路来减少起动电流，即在电路中串联软起动电阻R。由于电阻是和整流滤波电路串联，当正常动作时电阻会消耗很大的功率，所以在起动后再利用开关(如继电器、电磁接触器、SCR......)来旁路软起动电阻R，称为软起动电路。如图2所示，在起动后，中央处理单元会控制继电器72，关上其开关72A以旁路软起动电阻R。 

然而如果印刷电路板布局(PCB layout)断线、继电器开关故障都可能造成软起动电路失效，目前现行做法并没有加入任何保护或侦测电路，所以一旦电路失效就有机会造成变频器烧毁。再者，若接大负载(即流过大电流)时，软起动电阻没有被旁路掉就会造成软起动电阻被烧毁。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的即在提出变频器的软起动保护侦测装置，当侦测到电路故障时，就对使用者提出警告或是不允许接大负载，来防止起动电路烧毁。 

本发明的另一目的即在于提供一种变频器的软起动保护侦测方法。 

为达成上述目的，本发明提供的软起动保护侦测装置主要包含中央处理单元及光耦合器。该软起动电路包含软起动电阻及具有常开开关的电控开关，例如继电器，该继电器具有常开开关(Normally Open)端与该软起动电阻并联。该中央处理单元与变频器电连接，以及与该继电器的输入端电连接。该光耦合器具有发光二极管及光敏晶体管，该发光二极管与串接电阻串联后再与该软起动电阻并联，而该光敏晶体管则电连接到该中央处理单元。该中央处理单元在变频器起动且该继电器的常开开关开路后，若收到光耦合器的信号，可停止输出电压至该变频器，以避免变频器损坏。 

该中央处理单元在变频器工作前可先送信号以使该继电器等电控开关的常开开关开路(Open Circuit)；再送出短时间电流流过该软起动电阻。若中央处理单元得知发光二极管不会发光，则可判定该继电器已经永久短路。 

本发明一种变频器的软起动保护侦测方法，该变频器透过整流滤波电路接收市电电源，且该整流滤波电路与软起动电阻串联，该软起动保护侦测方法包含： 

提供继电器，具有常开开关端与该软起动电阻并联，以及输入端，该输入端可以接收外界控制信号而控制该常开开关端关闭或是开启； 

提供光耦合器，该光耦合器具有发光二极管及光敏晶体管，该发光二极管与串接电阻串联后再与该软起动电阻并联； 

在变频器工作前送出能够使该继电器的常开开关开路的信号； 

送出短时间电流流过该软起动电阻； 

若感应到发光二极管不会发光，则判定该继电器已经永久短路； 

在该变频器起动且该继电器的常开开关开路后，若感应到该发光二极管的光线，则停止输出电压至该变频器。 

采用本发明技术方案，当侦测到电路故障时，就对使用者提出警告或是不允许接大负载，来防止起动电路烧毁。 

附图说明