具有人工智能的中压变频驱动器的制作方法

技术特征：
1.一种变频驱动系统(450)，所述变频驱动系统包括：功率转换器(310，470)，所述功率转换器包括向一个或多个输出相(a，b，c)供电的多个功率单元(312)，每个功率单元(312)包括多个包含半导体开关的开关设备(315a
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d)；多个传感器(490)，所述传感器用于监测功率转换器(310，470)的值；以及控制系统(400)，所述控制系统与所述功率转换器(310，470)处于通信中并控制多个功率单元(312)的运行，所述控制系统(400)包括至少一个处理器(412)，至少一个处理器通过可执行指令被配置为：访问功率转换器(310，470)的第一降阶模型(rom
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1)；接收由多个传感器(490)所提供的值；结合所述第一降阶模型(rom
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1)对所述值进行分析，以确定一个或多个运行模式(416)；以及输出功率转换器(310，470)的一个或多个所确定的运行模式(416)。2.根据权利要求1所述的变频驱动系统(450)，其中，多个传感器(490)提供功率转换器(470)的半导体开关的内部温度值。3.根据权利要求1或2所述的变频驱动系统(450)，其中，多个传感器(490)包括用于测量散热器的内部温度的散热器传感器(472)和用于测量功率转换器(470)的内部气流的气流传感器(474)。4.根据权利要求1、2或3所述的变频驱动系统(450)，其中，多个传感器(490)提供功率转换器(470)的电容器的温度值。5.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，其中，所述第一降阶模型(rom
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1)通过所计算的流体动力学仿真来获得，所述所计算的流体动力学仿真包括多个输入参数和多个输出参数，其中，所述多个输出参数包括功率单元(312)的开关设备(315a
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d)的单个晶体管的所计算的结温和功率转换器(470)的散热器的所计算的温度。6.根据权利要求5所述的变频驱动系统(450)，其中，包括至少一个处理器(412)的控制系统(400)通过可执行指令进一步配置为：将由散热器传感器(472)测量到的实际温度与包括在第一降阶模型(rom
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1)中的散热器的所计算的温度进行比较；以及如果确定了在实际温度值与所计算的温度值之间存在差异，则利用散热器的实际温度更新所述第一降阶模型(rom
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1)。7.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，还包括冷却部件(480)，所述冷却部件用于冷却所述功率转换器(470)，其中，多个传感器(490)还包括用于监测冷却剂出口与冷却剂进口之间的冷却剂流量和冷却剂压降的传感器(482)。8.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，其中，多个传感器(490)还包括振动传感器(452)，所述振动传感器用于监测驱动系统(450)的组件的振动，以确定需要维护的机械状况。9.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，所述变频驱动系统还包括变压器(460)，所述变压器可运行地耦合到所述功率转换器(470)并且向多个功率单元(312)提供隔离电压，其中，包括至少一个处理器(412)的控制系统(400)通过可执行指令进一步配置为：
访问变压器(460)的第二降阶模型(rom
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2)；以及结合第二降阶模型(rom
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2)对值进行分析以确定一个或多个运行模式(416)。10.根据权利要求9所述的变频驱动系统(450)，其中，所述第二降阶模型(rom
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2)通过所计算的流体动力学仿真来获得，所述所计算的流体动力学仿真包括多个输入参数和多个输出参数，其中，多个输出参数包括在变压器(460)的铁芯和次级绕组上的预定位置处的所计算的温度。11.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，其中，一个或多个运行模式(4161)包括驱动系统的状态，所述驱动系统包括热点，并且其中，一个或多个运行模式(416)包括冷却部件(480)的修改后的运行模式和/或功率转换器(470)的修改后的运行模式，其中，功率转换器(470)的输出电压被增加或减少。12.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，其中，每个功率单元(312)包括本地传感器和与控制系统(400)处于通信的本地控制电路，其中，每个本地控制电路收集本地传感器的传感器值并且将所述传感器值传送到控制系统(400)以进行评估。13.根据权利要求12所述的变频驱动系统(450)，其中，所述本地传感器提供振动值、电弧检测值、温度值和气流值。14.根据权利要求12和13所述的变频驱动系统(450)，其中，每个本地控制电路包括至少一个处理器，所述处理器通过可执行指令被配置为基于振动值、电弧检测值、温度值和气流值计算每个功率单元(312)的功率电子组件的寿命。15.根据上述权利要求中任一项所述的变频驱动系统(450)，其中，所述控制系统(450)还包括预防性维护模块(420)和移动应用模块(430)，所述预防性维护模块和移动应用模块允许向所述控制系统(450)添加或加载另外的应用，所述另外的应用独立于由控制系统(450)执行的控制过程提供对驱动数据的后处理。16.根据权利要求15所述的变频驱动系统(450)，其中，所述预防性维护模块(420)和移动应用模块(430)被配置为使得另外的应用或控制特征被远程地添加、加载或启用。17.一种用于控制变频驱动器(450)的方法(600)，所述方法包括通过运行至少一个处理器(412)：访问(610)功率转换器(310，470)的第一降阶模型(rom
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1)；接收(620)由传感器(490)提供的功率转换器(310，470)的传感器值；结合第一降阶模型(rom
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1)分析(630)所述传感器值以确定功率转换器(310，470)的运行模式(416)；以及输出(640)运行模式(416)。18.根据权利要求17所述的方法(600)，所述方法还包括：将由传感器(490)测量的实际值与包括在降阶模型(rom
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1，rom
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2)中的所计算的值进行比较；以及当确定了在实际值与所计算的值之间存在差异时，利用实际值更新降阶模型(rom
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1，rom
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2)。19.根据权利要求17或18所述的方法，所述方法还包括：通过包括多个输入参数和多个输出参数的所计算的流体动力学仿真来获得功率转换器(310，470)的降阶模型(rom
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1，rom
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2)，其中多个输出参数包括功率单元(312)的开关设
备(315a
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d)的单个晶体管的所计算的结温。20.根据权利要求17、18或19所述的方法，所述方法还包括：访问(610)变压器(460)的第二降阶模型(rom
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2)；以及接收(620)由传感器(490)提供的变压器(460)的传感器值；结合第二降阶模型(rom
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2)分析(630)所述传感器值以确定变压器(460)的运行模式(416)；以及输出(640)运行模式(416)。21.根据权利要求18所述的方法(600)，所述方法还包括：与功率单元(312)的本地控制电路(476)通信，每个本地控制电路(476)收集功率单元(312)的本地传感器的传感器值，以及结合第一降阶模型(rom
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1)分析(630)所述传感器值以确定功率转换器(310，470)的运行模式(416)。22.一种非瞬态计算机可读介质，其上编码有处理器可执行的指令，当由至少一个处理器(412)执行时，所述指令使至少一个处理器(412)执行根据上述权利要求17至21中任一项所述的用于控制中压变频驱动器(450)的方法。

技术总结
一种变频驱动系统，其包括：功率转换器，该功率转换器具有向一个或多个输出相供电的多个功率单元，每个功率单元具有多个包含半导体开关的开关设备；多个传感器，其用于监测功率转换器的值；以及控制系统，该控制系统与功率转换器处于通信中并控制多个功率单元的运行，该控制系统包括处理器，该处理器通过可执行指令被配置为：访问功率转换器的第一降阶模型；接收由多个传感器所提供的值；结合第一降阶模型对值进行分析以确定一个或多个运行模式；以及输出功率转换器的一个或多个所确定的运行模式。模式。模式。


技术研发人员：B.C.约内斯库
受保护的技术使用者：西门子股份公司
技术研发日：2019.03.04
技术公布日：2021/10/21