专利名称：三相功率控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及三相功率控制系统和使用它的控制方法，具体的，涉及整流三相AC电压和给负载提供整流的DC电压的三相功率控制系统和使用它的控制方法。
背景技术：
图1是显示常规的三相功率控制系统的结构的电路原理图。
如在此图中显示的，常规的三相功率控制系统目标为通过二极管整流电路将三相AC电压整流为DC电压，并给设备组的负载(La)提供DC电压。常规的三相功率控制系统包括提供或断开三相AC电压10的第一连接器20；三相整流器30；限流器50；第二连接器60；分压电阻(R1，R2)；电容(C1，C2)。此外，常规的三相功率控制系统还包括接通/切断第一连接器20的接触点的第一驱动器21；接通/切断第二连接器60的接触点的第二驱动器61；和控制每个第一和第二驱动器21、61的控制单元40。
在三相功率AC电压开始加到系统的情况中，如果控制单元40接通第一连接器20的接触点、电流流过三相整流器30的二极管(D1，D2和D3)，其中切断第二连接器60的接触。因此，形成充电电流路径，流过二极管(D1，D2和D3)的电流经过限流器50和电容(C1，C2)。此外，限流器50限制三相AC电压开始加到系统时产生的起动电流。在电流完全充电电容(C1，C2)之前，继续此限制电流。
此后，为了正常运行设备组，控制单元40控制第二驱动器61，并使得工作电流流过第二连接器60的接触点，因此设备组可稳定的运行。
在控制单元40停止设备组或产生故障的情况中，控制单元40断开加到第一连接器20的接触点的三相功率AC电压和加到第二连接器60的接触点的整流的DC电压。
显示在图1中的常规的三相功率控制系统在正常执行起动电流的限制功能和电源断路功能中没有困难。然而，因为工作电流经过第二连接器60的接触点，所以第二连接器60必须是昂贵的和高功率的接触点，这是很重的负担。此外，因为常规的三相功率控制系统有限流器50与第二连接器60并联连接的结构，如果驱动第二连接器60的接触点的线圈出现故障，则切断第二连接器60的接触点。因此，因为过载电流流到限流器50，并引起常规的三相功率控制系统产生热，所以确保设备组的稳定运行是困难的。
图2是显示使用常规反相器的高功率三相功率控制系统的结构原理图。
参考图2，简要地描述类似于显示在图1中的部件的图2的一些部件。与显示在图1中的部件比较，显示在图2中的高功率三相功率控制系统具有限流器51与第二连接器60并联连接、而且不包括如显示在图1中的第二连接器60的结构。
在三相功率AC电压开始加到系统的情况中，如果切断第一连接器20，形成充电电流路径，其中电流经过限流器51、三相整流器和电容(C1，C2)。电流完全充电电容(C1，C2)后，为了正常的运行设备组，控制单元40控制第一驱动器21，并接通第一连接器20的接触点。因此，通过第一连接器20的接触点运行的电流经过反相器70，然后，流到无刷DC(BLCD)电动机80。控制单元40根据相位检测器90的输出控制反相器，并驱动BLCD电动机80。
显示在图2中的三相功率控制系统依靠与第一连接器20并联连接的限流器51，可正常的实现起动电流的限制功能。然而，如果在系统运行时产生故障，则电源和电动机不能电分离，确保设备组的稳定性和可靠性是非常困难的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种三相功率控制系统和使用此系统的控制方法，其中，通过限制当三相AC电压开始施加时产生的起动电流及断开加在电源和负载之间的三相AC电压，确保设备组的稳定性和可靠性是可能的。
在随后的描述中阐明本发明的其它特征和/或优点，部分地从描述中是清楚的，或可用本发明的实践学习。
根据本发明，由提供三相AC电压并控制负载的三相功率控制系统可获得上面的和/或其它特征，系统包括将三相AC电压整流为DC电压的三相整流器；提供或断开加到三相整流器的三相AC电压的第一连接器；通过三相整流器充电整流的DC电压的充电单元；旁路第一连接器并向充电单元提供三相AC电压的旁路电路，旁路电路包括放在旁路电路中限制流到充电单元的旁路电流的限流器；放在旁路电路中提供或断开加到充电单元的旁路DC电压的第二连接器。
限流器可串联连接第二连接器。
系统还包括控制单元，控制在系统运行状态下的第一连接器和第二连接器。
运行状态可包括三相AC电压不提供给负载的备用状态、开始施加三相AC电压和在充电单元中充电DC电压的过渡状态、给负载提供工作电流的正常运行状态、在系统运行时发生故障的故障状态。
在当前状态是过渡状态的情况中，控制单元可断开加到第一连接器的三相AC电压，并通过第二连接器同时向充电单元提供旁路的DC电压。
在充电单元完全充电前限流器可限制起动电流。
在当前状态是正常运行状态的情况中，控制单元可断开加到第二连接器的旁路的电压，并通过第一连接器提供三相AC电压。
在当前状态是故障状态的情况中，控制单元可断开加到第一连接器和第二连接器的三相电压。
在当前状态是过渡状态的情况中，通过第二连接器，控制单元可向充电单元提供旁路的DC电压，并通过三相整流器向充电单元提供三相AC电压。
旁路电路可以是提供三相AC电压的任何一个相位电压的导线。
系统还包括位于旁路电路中的断开反向电流的二极管。
旁路电路可连接三相电压的任何一个相位电压到充电单元。
旁路电路可连接三相电压的任何一个相位电压到三相整流器的多个二极管中的任何一个。
根据本发明的另一方面，提供控制三相功率控制系统的方法，系统包括将三相AC电压整流为DC电压的三相整流器，施加或断开加到三相整流器的三相AC电压的第一连接器，充电单元，通过三相整流器充电整流的DC电压，和旁路第一连接器并向充电单元提供旁路的DC电压的旁路电路，方法包括确定系统的运行状态；在运行状态下通过第一连接器或旁路电路中的任何一个向充电单元或负载提供DC电压。
结合附图，从下面的实例的描述，本发明的这些和/或其它特征和优点会更容易清晰图1是显示常规的三相功率控制系统的结构的电路原理图；图2是显示使用常规反相器的高功率三相功率控制系统的结构的电路原理图；图3是显示根据本发明第一实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图；图4是显示根据本发明第二实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图；图5是显示根据本发明第三实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图；图6是显示根据本发明第四实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图。
具体实施例方式
现在对本发明的实例做详细的参考，在附图中说明实例的范例，其中全文中同样的参考数字涉及同样的部件。下面参考附图描述解释本发明的实例。
图3是显示根据本发明第一实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图。概要的解释与在常规的三相功率控制系统中描述的有同样功能的部件，主要解释它们的特殊的结构。
如在图中显示的，根据本发明第一实例的三相功率控制系统包括提供或断开三相AC电压100-1的第一连接器200-1；接通/断开第一连接器200-1的接触点的第一驱动器210-1；将施加的AC功率电压整流为DC电压的三相整流器300-1，它包含三相二极管(D1-D6)；用于平滑DC电压的电容(C1，C2)；转换DC电压为AC电压并向BLCD电动机800-1提供AC电压的反相器(700-1)；相等地将DC电压分配给串联连接的电容(C1，C2)的分压电阻(R1，R2)；相位检测器900-1；通过第一驱动器210-1控制第一连接器200-1并根据相位检测器900-1的输出控制反相器700-1的控制单元400-1。
此外，显示在图3中的三相功率控制系统有不同于显示在图2中的结构的特殊的结构，即，显示在图3中的三相功率控制系统包括提供旁路第一连接器200-1到电容(C1，C2)电压的旁路导线，其中，旁路导线(EL1)串联连接限流器500-1和第二连接器600-1。限流器500-1是一个具有预置电阻值的电阻器。旁路导线(EL1)的一端连接到三相AC电压100-1的N-相，它的另一端连接在电容(C1，C2)之间的交点。通过第二驱动器610-1接通/断开第二连接器600-1。
在不提供三相AC电压100-1的备用状态中，在控制单元400-1的控制下，第一连接器200-1和第二驱动器610-1的接触点被断开，断开了加在三相AC电压100-1和负载之间的电压。
在开始施加三相AC电压的过渡状态中，在控制单元400-1的控制下，断开第一连接器200-1的接触点，并接通第二连接器600-1的接触点。因此，形成充电电流路径，其中电流经过三相AC电压100-1的T-相、三相整流器300-1的接触点(N3)、二极管(D3)、第一电容(C1)、第二连接器600-1、限流器500-1和三相AC电压100-1的N-相，然后充电第一电容(C1)。如果三相AC电压100-1的T-相和N-相的极性互相交换，则充电第二电容(C2)。根据极性的颠倒，串联连接的第一和第二电容的充电交替地进行。限流器500-1限制从此充电产生的起动电流。
在BLCD电动机800-1作为负载运行的情况中，在控制单元400-1的控制下，断开第二连接器600-1的接触点，同时三相整流器300-1整流流过第一连接器200-1的接触点的工作电流。此外，通过反相器700-1将整流的DC电压转换为AC电压，产生的AC电压加到BLCD电动机800-1。
同时，在系统运行发生故障的情况中，在控制单元400-1的控制下，断开第一连接器200-1和第二连接器600-1的接触点，电源电压与负载分离，因此停止电源电压。
在下面的表格1中显示根据上面的运行条件的第一连接器和第二连接器的电源状态。
图4是显示根据本发明第二实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图。显示在图4中的三相功率控制系统的一些部件是显示在图3中的三相功率控制系统的部件的修改形式。
如在图中显示的，根据本发明第二实例的三相功率控制系统包括三相AC电压100-2、第一连接器200-2、第一驱动器210-2、三相整流器300-2、电容(C1，C2)、反相器700-2、分压电阻(R1，R2)、相位检测器900-2、BLCD电动机800-2、控制单元400-2，其中控制单元400-2通过第一驱动器210-2控制第一连接器200-2、并根据相位检测器900-2的输出控制反相器700-2。第二实例的结构相似于第一实例的结构。
同样的，三相功率控制系统包括提供旁路第一连接器200-2到电容(C1，C2)电压的旁路导线(EL2)。在旁路导线(EL2)上，限流器500-2与第二连接器600-2串联连接。第二实例的结构相似于第一实例的结构。
然而，旁路导线(EL2)的一端连接三相AC电压的S-相，旁路导线(EL2)的另一端连接第二电容(C2)的接触点(N5)，即，反相器700-2的阴极(-)。此外，使用第一连接器200-2剩余的接触点，三相整流器300-2的接触点(N6)和反相器700-2的阴极的接触点(N5)互相连接。第二实例的结构不同于第一实例的结构。
参考本发明第二实例的结构，在旁路导线(EL2)旁路第一连接器200-2并向电容(C1，C2)提供三相AC电压的情况中，表格1显示第一连接器200-2和第二连接器600-2的状态，依靠限流器500-2限制起动电流，当发生故障时断开三相电压和负载之间的电源。
图5是显示根据本发明第三实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图。显示在图5中的三相功率控制系统的一些部件是显示在图3中的三相功率控制系统的部件的修改形式。
如在图中显示的，根据本发明第三实例的三相功率控制系统包括三相AC电压100-3、第一连接器200-3、第一驱动器210-3、三相整流器300-3、电容(C1，C2)、反相器700-3、分压电阻(R1，R2)、相位检测器900-3、BLCD电动机800-3、控制单元400-3，其中控制单元400-3通过第一驱动器210-3控制第一连接器200-3并根据相位检测器900-3的输出控制反相器700-3。第三实例的此结构相似于第一实例的结构。
同样的，三相功率控制系统包括提供旁路第一连接器200-3到电容(C1，C2)电压的旁路导线(EL3)。在旁路导线(EL3)上，限流器500-3与第二连接器600-3串联连接。第三实例的结构相似于第一实例的结构。
然而，旁路导线(EL3)的一端连接三相AC电压的S-相，旁路导线(EL3)的另一端连接第二电容(C2)的接触点(N5)，即，反相器700-3的阴极(-)。此外，防止反向电流的二极管620-3连接到第二连接器600-3和反相器700-3的接触点(N5)之间的交叉点。第三实例的结构不同于第一实例的结构。这里，通过防止反向电流的二极管，620-3只在一个方向充电第二电容C2。
参考本发明第三实例的结构，在旁路导线(EL3)旁路第一连接器200-3并向电容(C1，C2)提供三相AC电压的情况中，表格1显示第一连接器200-2和第二连接器600-3的状态，依靠限流器500-3限制起动电流，当发生故障时断开三相电压和负载之间的电源。
图6是显示根据本发明第四实例的三相功率控制系统的结构的电路原理图。显示在图6中的三相功率控制系统的一些部件是显示在图3中的三相功率控制系统的部件的修改形式。
如在图中显示的，根据本发明第四实例的三相功率控制系统包括三相AC电压100-4、第一连接器200-4、第一驱动器210-4、三相整流器300-4、电容(C1，C2)、反相器700-4、分压电阻(R1，R2)、相位检测器900-4、BLCD电动机800-4、控制单元400-4，其中控制单元400-4通过第一驱动器210-4控制第一连接器200-4并根据相位检测器900-4的输出控制反相器700-4。第四实例的结构相似于第一实例的结构。
同样的，三相功率控制系统包括提供旁路第一连接器200-4到电容(C1，C2)电压的旁路导线(EL4)。在旁路导线(EL4)上，限流器500-4与第二连接器600-4串联连接。第四实例的结构相似于第一实例的结构。
然而，旁路导线(EL4)的一端连接三相AC电压的S-相，旁路导线(EL4)的另一端连接三相整流器300-4的任何一个二极管的接触点，例如，二极管(D2，D5)中的任何一个的接触点(N2)。第四实例的结构不同于第一实例的结构。
参考本发明第四实例的结构，在旁路导线(EL4)旁路第一连接器200-4并向电容(C1，C2)提供三相AC电压的情况中，表格1显示第一连接器200-2和第二连接器600-2的状态，依靠限流器500-2限制起动电流，当发生故障时断开三相电压和负载之间的电源。
因为从上面的描述是明显的，本发明提供三相功率控制系统，和使用三相功率控制系统的方法，其中，因为系统包括提供旁路第一连接器到电容电压的旁路导线，其中旁路导线与限流器和第二连接器串联连接，根据各自的运行状态接通/断开连接器的接触点是可能的。此外，通过限制开始施加电压时产生的启动电流及在系统运行期间产生故障时断开电源和负载之间施加的电压，确保设备组的稳定性和可靠性是可能的。
虽然已显示和描述了本发明的几个实例，本领域的技术人员会理解在不偏离本发明的原理和精神、权利要求和权利要求的等效范围内对这些实例可以进行修改。
权利要求
1.一种提供三相AC电压和控制负载的三相功率控制系统，系统包括三相整流器，用于将三相AC电压整流为DC电压；第一连接器，用于提供或断开加到三相整流器的三相AC电压；充电单元，通过三相整流器充电整流的DC电压；旁路电路，用于旁路第一连接器并向充电单元提供三相AC电压，旁路电路包括位于旁路电路中的限流器，用于限制流到充电单元的旁路电流；位于旁路电路中的第二连接器，用于提供或断开加到充电单元的旁路的DC电压。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于限流器串联连接第二连接器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括控制单元，用于控制系统运行状态下的第一连接器和第二连接器。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于运行状态包括三相AC电压不提供给负载的备用状态、开始施加三相AC电压和在充电单元中充电DC电压的过渡状态、给负载提供工作电流的正常运行状态和在系统运行时发生故障的故障状态。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于在当前状态是过渡状态的情况中，控制单元断开加到第一连接器的三相AC电压，并通过第二连接器同时向充电单元提供旁路的DC电压。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于在充电单元完全充电前，限流器限制起动电流。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于在当前状态是正常运行状态的情况中，控制单元断开加到第二连接器的旁路的电压，并通过第一连接器提供三相AC电压。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于在当前状态是故障状态的情况中，控制单元断开加到第一连接器和第二连接器的三相电压。
9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于在当前状态是过渡状态的情况中，控制单元通过第二连接器向充电单元提供旁路的DC电压，并通过三相整流器向充电单元提供三相AC电压。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于旁路电路是提供三相AC电压的任何一个相电压的导线。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于还包括位于旁路电路中的二极管，用于断开反向电流。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于旁路电路连接三相电压的任何一个相电压到充电单元。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于旁路电路连接三相电压的任何一个相电压到三相整流器的多个二极管中的任何一个。
14.一种控制三相功率控制系统的方法，方法包括三相整流器，整流三相AC电压为DC电压；第一连接器，提供或断开加到三相整流器的三相AC电压；充电单元，通过三相整流器充电整流的DC电压；旁路电路，旁路第一连接器并向充电单元提供旁路的DC电压，方法包括确定系统的运行状态；在运行状态下通过第一连接器或旁路电路中的任何一个向充电单元或负载提供DC电压。
全文摘要
公开了一种三相功率控制系统和使用此系统的方法，其中通过限制三相AC电压开始施加时产生的启动电流及断开加在电源和负载之间的三相AC电压，确保设备组的稳定性和可靠性是可能的。三相功率提供三相AC电压并控制负载。三相功率控制系统包括整流三相AC电压为DC电压的三相整流器；提供或断开到三相整流器的三相AC电压的第一连接器；通过三相整流器充电整流的DC电压的充电单元；和旁路第一连接器并向充电单元提供三相AC电压的旁路电路，旁路电路包括位于旁路电路中限制流到充电单元的旁路电流的限流器；第二连接器，位于旁路电路中提供或断开到充电单元的旁路的DC电压的第二连接器。
文档编号H02M5/44GK1917348SQ200610005760
公开日2007年2月21日 申请日期2006年1月6日 优先权日2005年8月18日
发明者李尚泽 申请人:三星电子株式会社