[发明专利]用于提高矿物绝缘电缆的可靠性的系统和控制方法

权利要求书

1.一种用于提高用于除电机应用之外的应用的矿物绝缘电缆的可靠性和应用范围的方法，所述方法包括：

使用控制过程来优化矿物绝缘电缆的电源的操作频率设定；以及

在所述电源的输出端上应用正弦波滤波器，其中，所述正弦波滤波器操作性地连接至矿物绝缘电加热器电缆，

其中，

所述方法被配置成减轻在从大约200℃到大约700℃的操作温度范围内在中压水平上进行操作的矿物绝缘电缆的故障机制；并且

所述方法被配置成防止由于变速驱动的脉宽调制(PWM)电压脉冲引起的反射波电压尖峰对当被应用为矿物绝缘电加热器电缆的电源的矿物绝缘电加热器电缆的绝缘材料造成损害或故障。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于优化所述操作频率的所述控制过程包括：

选择具有为所述矿物绝缘电缆的期望应用所需的至少大约110％的连续额定电压和额定电流的脉宽调制变速驱动；

针对V/f操作模式来配置所述变速驱动；

配置所述变速驱动以便将所述电压从所述频率解耦，从而使得所述驱动可以根据独立于驱动输出频率的设定点/命令变量来输出电压；

禁用不能应用于所述矿物绝缘电缆的所述期望应用的电机特征；

针对经优化的固定载波频率来配置所述变速驱动；

以最低水平针对固定操作频率来配置所述变速驱动，针对所述最低水平所述变速驱动可连续地传递全铭牌电压和安培；以及

将所述变速驱动设定点/命令变量设定为所述矿物绝缘电缆为了传递期望的耗热率所需的驱动电压输出。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述固定操作频率为大约1.5Hz或者更低；

所述期望的耗热率将所述矿物绝缘电缆暴露于从大约200℃到大约700℃的温度环境；并且

取决于所述期望的耗热率以及所述电缆的物理特性，所述矿物绝缘电缆的所述操作电压为从大约1000伏到大约10,000伏。

4.如权利要求1所述的方法，其中，应用所述正弦波滤波器包括：

在所述电源的所述输出端上指定所述正弦波滤波器；

针对所述电源的载波频率范围指定所述正弦波滤波器；以及

针对所述电源的铭牌额定电压和额定安培来设置所述正弦波滤波器的大小。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述加热器电缆为至少大约2000英尺长。

6.一种用于提高用于除电机应用之外的应用的矿物绝缘电缆的可靠性和操作范围的系统，所述系统包括：

脉宽调制变速驱动，所述脉宽调制变速驱动具有经优化的操作频率；

正弦波滤波器，所述正弦波滤波器操作性地连接至所述变速驱动的输出端，所述正弦波滤波器被设计成对来自所述变速驱动的脉宽调制(PWM)电压脉冲进行滤波；

矿物绝缘电加热器电缆，所述矿物绝缘电加热器电缆操作性地连接至所述正弦波滤波器；以及

外部控制器，所述外部控制器被配置成从所述正弦波滤波器接收电压和电流反馈并从所述加热器电缆接收温度反馈，并且创建所述变速驱动进行操作所处的电压设定点，

其中，

所述系统被配置成减轻在从大约200℃到大约700℃的操作温度范围内的矿物绝缘电缆的故障机制；并且所述系统被配置成防止变速驱动的反射波电压尖峰对当被应用为矿物绝缘电加热器电缆的电源的矿物绝缘电加热器电缆的绝缘材料造成损害或故障。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述矿物绝缘电加热器电缆具有至少大约2000英尺的长度。