[发明专利]电动机驱动器以及控制电动机驱动器的温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机中使用的驱动器。本发明还涉及一种控制电动机驱动器的温度的方法，并且特别涉及一种增加驱动器温度以避免驱动器故障的方法。

背景技术

在诸如屋顶空气调节和制冷的应用中，冷凝器风扇上使用的驱动器可能暴露在低至-40℃的温度下。因为驱动器通常在一年中的每天都运转，这样的冷的环境可能对于驱动器的平稳运转造成问题，驱动器通常不能够在这样低的环境温度下运转。

为了允许驱动器在低温下运转，一个选项是替换驱动器的许多组件，例如在低温下最容易出故障的那些组件。另一解决方案是将驱动器放置在壳体中，并且为温控带式加热器提供独立电源以将驱动器维持在典型的0-50℃范围内、或者驱动器可以在其中理想运转的任何其他温度范围内。例如，驱动器可以连同柜式加热器一起安装在室中，或者可以使用被设计成应对低环境温度的特定驱动器。然而，这样的解决方案伴随着额外费用，增加了驱动器的尺寸和整体成本以及引入了可能出故障的更多组件。

因此，理想的是提供一种可以在低温下运转而无需采用额外的组件或无需将驱动器置于独立壳中的驱动器。本发明试图提供这样的驱动器以及一种可以解决本领域遇到的这些和其他问题的操作驱动器的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种电动机驱动器，该电动机驱动器包括布置成感测驱动器温度的温度传感器。该电动机驱动器还包括制动电阻器和被激活以使电流流到制动电阻器的开关装置。电动机驱动器还包括布置成在感测的温度下降到预定阈值之下时激活开关装置的控制装置。

在典型的驱动器中，当驱动器中的总线电压太高时，制动电阻器被“激活”或通电。为了激活制动电阻器，开关装置例如制动电阻器被激活，这引起电流流向制动电阻器以提供制动(电压耗散在制动电阻器中)。因此，在制动电阻器的常规使用中，直流(DC)总线电压被监控，当电动机比其在惯性运动到停止的情况下更快地减速时，直流总线电压上升，制动电阻器接通并且电流流向制动电阻器。这种制动作为热量、能量耗散在制动电阻器中。因此，制动电阻器可以是布置成使电动机减速或制动期间产生的热量耗散的组件。

本发明利用驱动器中通常已经存在的制动电阻器。此外，本发明不是监控总线电压以确定何时激活开关装置，而是利用的事实是驱动器的温度(例如驱动器的散热器的温度)通常已被监控。因此，当散热器温度下降到预定阈值之下时，制动电阻器可以被激活。

因此，通过在驱动器识别到其已下降到临界阈值温度(例如0℃)以下时给制动电阻器通电，制动电阻器可以用于丢弃要作为热量耗散的来自电动机的过剩能量，使驱动器能够保持在健康的运转温度范围中。

有利地，加热驱动器或提供制动所需的硬件是相同的。通过调节确定开关装置何时被激活以加热制动电阻器的参数(例如，在软件中)，本发明可以容易地实施在现有驱动器中。特别地，驱动器的用于感测或监控驱动器的组件的温度的现有温度传感器可以在感测的温度下降到临界点以下时引起开关装置激活。

因此，驱动器自身的现有热管理系统可以用于确定何时给制动电阻器通电。电动机驱动器通常包括热管理功能，热管理功能可以在组件温度增加过多的情况下操作冷却风扇以冷却驱动器的组件。如果温度界限被超过，则温度的这种内部测量用于关闭驱动器。通过使用已测量的温度来保护驱动器的组件不受会引起过热跳闸的过多热量影响，本发明可以在感测到温度过低时通过接通制动电阻器以在制动电阻器中产生热量来提供附加温度。

因此，本发明提供了一种具有内置热管理功能的改进的有成本效益的驱动器，热管理功能可以在驱动器的温度下降过低的情况下提供温度控制。因此，驱动器可以在冷环境中运转而无需被置于壳中或无需驱动器被改进翻新成具有更多的抗温度组件。本发明可以通过仅利用驱动器中的软件改变以及利用用于在需要时产生热量的现有驱动器的热管理系统来实现，作为结果，驱动器可以控制其组件的冷却和加热，而非依赖于外部控制器。

优选地，温度传感器可以布置成感测驱动器的组件的温度。温度传感器可以监控或感测多于一个驱动器组件的温度，并且特别地，可以感测驱动器的对低温最灵敏的组件的温度。例如，温度传感器可以感测驱动器的控制板上的一个或更多个组件的温度。组件可以是制动晶体管、直流总线、逆变器、功率级、整流器和控制级中的任一个。控制级通常包括控制板上的两个电热调节器，温度传感器可以布置成感测任一个或两个电热调节器的温度。如果任一电热调节器的温度被检测到下降到预定阈值以下，则制动晶体管可以被接通以在制动电阻器中产生热量。