变频器及其控制方法和装置、存储介质、电子装置与流程

1.本技术涉及变频器领域，具体而言，涉及一种变频器及其控制方法和装置、存储介质、电子装置。


背景技术：

2.目前，变频器在工业领域得到了广泛的应用，随着其功率的不断提高，电流等级也不断增大，变频柜的安全性面临着极大的挑战，传统的变频柜通过单控制器发送指令，控制功率模块，一旦发生脉冲电流冲击、动静态擎住效应、温度过高、系统短路等各种异常情况，可能会导致igbt功率模块发生故障，触发变频柜系统保护功能导致系统停机，在关键场合将会造成不可估量的损失。
3.如中央空调系统的冷却水泵、锅炉的鼓风机和引风机等大型设备，在变频运行的过程中是不允许停机的，一旦变频器因故障而停机时，必须能够自动的转换为工频运行以减小损失。
4.针对上述变频器因故障而发生停机的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种变频器及其控制方法和装置、存储介质、电子装置，以至少解决变频器因故障而发生停机的问题。
6.为达到上述技术目的，本技术采取了以下技术方案：
7.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种变频器，包括：输入侧，用于连接至输入线路；整流模块，所述整流模块的输入端与所述输入侧电连接，用于进行整流；逆变模块，所述逆变模块的输入端与所述整流模块的输出端电连接，用于进行逆变；工作模式切换电路，所述工作模式切换电路的一端与所述输入侧电连接，所述工作模式切换电路的另一端与所述逆变模块的输出端连接，用于根据故障状态确定运行模式；电机，与所述逆变模块的输出端电连接，用于提供驱动力。
8.可选地，所述变频器还包括：传感器，连接在所述逆变模块的输出端与所述电机的输入端之间，用于提示所述故障状态。
9.可选地，所述逆变模块包括：主igbt模块，所述主igbt模块的输入端与所述整流模块的输出端电连接，所述主igbt模块的输出端与所述传感器电连接；备用igbt模块，所述备用igbt模块的输入端与所述整流模块的输出端电连接，所述备用igbt模块的输出端与所述传感器电连接。
10.可选地，所述逆变模块还包括：第一开关，连接在所述主igbt模块的输出端与所述传感器之间；第二开关，连接在所述备用igbt模块的输出端与所述传感器之间；第三开关，连接在所述备用igbt模块的输入端与所述整流模块的输出端之间。
11.可选地，所述工作模式切换电路包括：第四开关，所述第四开关的一端与所述输入侧电连接，所述第四开关的另一端与所述逆变模块的输出端连接。
12.可选地，所述变频器还包括：控制器，与所述电机电连接，用于为所述变频器提供控制功能。
13.可选地，所述逆变模块包括多个igbt模块，所述变频器还包括：柜体，所述柜体的侧面板上设有多个安装部，每个所述安装部用于安装一个igbt模块；多个钣金隔离间，每个所述钣金隔离间用于安装在一个所述安装部的上方，以罩住igbt模块；多个散热器，每个所述散热器安装在所述柜体内部靠近所述安装部的位置。
14.可选地，所述变频器的开关安装在所述柜体外部。
15.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种变频器的控制方法，包括：获取变频器的故障状态；根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式。
16.可选地，根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式，包括：在所述变频器正常运行的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为变频模式；在所述变频器发生故障的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为工频模式。
17.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种变频器的控制装置，包括：获取单元，用于获取变频器的故障状态；控制单元，用于根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式。
18.可选地，控制单元还用于：在所述变频器正常运行的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为变频模式；在所述变频器发生故障的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为工频模式。
19.根据本技术实施例的另一方面，本技术还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时实现上述方法中的步骤。
20.根据本技术实施例的另一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述方法中的步骤。
21.在本技术实施例中，变频器包括：连接至输入线路的输入侧，整流模块，其输入端与所述输入侧电连接，逆变模块，其输入端与所述整流模块的输出端电连接，电机，与所述逆变模块的输出端电连接，工作模式切换电路，连接在所述输入侧和逆变模块之间，可根据故障状态确定运行模式，可以解决变频器因故障而发生停机的问题。
附图说明
22.图1是根据本技术实施例的一种可选的变频器的示意图；
23.图2是根据本技术实施例的一种可选的变频器控制结构的示意图；
24.图3是根据本技术实施例的一种可选的变频器整体逻辑的示意图；
25.图4是根据本技术实施例的一种可选的变频器结构的示意图；
26.图5是根据本技术实施例的一种可选的散热器及igbt结构的示意图；
27.图6是根据本技术实施例的一种可选的igbt与隔离间的示意图；
28.图7是根据本技术实施例的一种可选的igbt与二极管连接的示意图；
29.图8是根据本技术实施例的一种可选的变频器的控制方法的流程图；
30.图9是根据本技术实施例的一种可选的变频器的控制装置的示意图；
31.以及
32.图10是根据本技术实施例的一种终端的结构框图。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
34.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
35.根据本技术实施例的一方面，还提供了一种变频器的实施例。图1是根据本技术实施例的一种可选的变频器的示意图，如图1所示，该变频器可以包括：输入侧1、整流模块2、逆变模块3、工作模式切换电路4、电机6。
36.输入侧1，用于连接至输入线路。
37.整流模块2，所述整流模块的输入端与所述输入侧电连接，可在二者之间设置开关km5，用于进行整流。
38.逆变模块3，所述逆变模块的输入端与所述整流模块的输出端电连接，用于进行逆变。
39.可选地，所述逆变模块包括：主igbt模块，所述主igbt模块的输入端与所述整流模块的输出端电连接，所述主igbt模块的输出端与所述传感器电连接；备用igbt模块，所述备用igbt模块的输入端与所述整流模块的输出端电连接，所述备用igbt模块的输出端与所述传感器电连接。
40.可选地，所述逆变模块还可包括：第一开关km1，连接在所述主igbt模块的输出端与所述传感器之间；第二开关km2，连接在所述备用igbt模块的输出端与所述传感器之间；第三开关km3，连接在所述备用igbt模块的输入端与所述整流模块的输出端之间。
41.工作模式切换电路4，所述工作模式切换电路的一端与所述输入侧电连接，所述工作模式切换电路的另一端与所述逆变模块的输出端连接，用于根据故障状态确定运行模式。
42.可选地，所述工作模式切换电路包括：第四开关km4，所述第四开关的一端与所述输入侧电连接，所述第四开关的另一端与所述逆变模块的输出端连接。
43.电机6，与所述逆变模块的输出端电连接，用于提供驱动力。
44.可选地，所述变频器还可包括：传感器5，与热继电器fr串联后连接在所述逆变模块的输出端与所述电机的输入端之间，用于提示所述故障状态；控制器，与所述电机电连
接，用于为所述变频器提供控制功能。
45.在本技术的基于单变频器的故障切换系统，该系统位于变频器输出与电机之间，当变频器发生可恢复故障的时候，变频柜进行重启，当变频器因硬件中的igbt故障时，该系统一方面可以迅速进行声光报警，通知工作人员，另一方面变频器由其控制方法将故障的igbt转换至备用的igbt。
46.相关技术中，若可以将故障igbt切换成正常的，而在切换igbt的过程中，已故障的igbt只能留在机组里，倘若开箱操作，那么必然对于工作人员的安全有着极大的威胁。
47.在变频柜运行过程中，igbt功率模块作为核心器件，其发生故障的可能性占很大比例，往往会导致变频机组跳闸停止运行，为了解决大功率变频器故障停机问题，在多台变频器主从控制系统中，当主变频器因故障停机时，可以快速切换备用变频器，然而该方式存在制造成本大、切换速度慢、控制方式难等问题。
48.故而可以采用本技术的结构，以克服上述问题：所述逆变模块包括多个igbt模块，所述变频器还包括：柜体，所述柜体的侧面板上设有多个安装部，每个所述安装部用于安装一个igbt模块；多个钣金隔离间，每个所述钣金隔离间用于安装在一个所述安装部的上方，以罩住igbt模块；多个散热器，每个所述散热器安装在所述柜体内部靠近所述安装部的位置。所述变频器的开关安装在所述柜体外部。
49.根据该系统在完成切换igbt后，对于已故障的igbt的处理是尤其重要，本技术针对该问题也设计了一个igbt分立存在的变频柜结构，即可以实现故障的切换，又能使工作人员在安全可靠的环境下将损坏的igbt取下。该结构设计避免上电操作的危险，提高机组的工作效率，整体效益进一步增加。
50.在本技术的技术方案中，可以通过控制器监控柜体内部的各个信号，当发生任何故障时，主板接受到反馈后的信号迅速对故障进行处理，便于人员资源的优化，降低机组因故障损耗的时间；通过各种传感器反馈的信号监控柜体内部的故障，而柜内的故障分为可恢复故障以及不可恢复故障，对其柜内的故障可以直接处理，提高效率并且降低资源的消耗。
51.在本技术的上述方案中，变频器包括：连接至输入线路的输入侧，整流模块，其输入端与所述输入侧电连接，逆变模块，其输入端与所述整流模块的输出端电连接，电机，与所述逆变模块的输出端电连接，工作模式切换电路，连接在所述输入侧和逆变模块之间，可根据故障状态确定运行模式，可以解决变频器因故障而发生停机的问题。
52.采用本技术的技术方案，两种工作模式(工频模式、变频模式)的切换保证变频器故障时机组的稳定运行，当变频柜发生故障，信号反馈给控制器，控制器根据接收到的反馈信号判断是可恢复故障还是不可恢复故障，然后对其实施精确的故障处理。作为一种可选的实施例，下文结合图1至图6，以具体的实施方式进一步详述本技术的技术方案。
53.1、此故障切换系统有两种工作模式，分别为工频运行和变频运行，这两种模式之间可以实现迅速无扰切换，避免变频机组因故障停机的风险，实现变频机组的稳定运行。
54.2、此变频机组由六部分组成：输入侧、母线侧、输出侧、igbt模块的切换电路、工作模式的切换电路以及控制器，如图1所示。
55.3、该系统工作模式切换仅由一个三位开关sw进行选择。当变频机组正常开机启动时，控制器进行开机自检，对机组的状态进行检验，当检测到故障，变频机组以工频模式继
续运转，若是硬件故障则在工频模式下，各个继电器相继工作，协助变频机组中igbt的转换，转换完成后以变频模式继续运转下去。若是可恢复故障，变频机组实施重启措施，对机组中的故障进行清除。并继续运转。如图2所示。
56.4、本方案的整体工作逻辑如图3所示，在正常的运转模式下，当发生故障时，sw3合至“工频运行”方式时，按下启动按钮sw2，中间继电器k1动作并自锁，进而使得接触器km4动作，电动机进入“工频运行”状态。按下停止按钮sw1，中间继电器k1和接触器km4均断电，电动机停止运行。当sw3合至“变频运行”方式时，按下启动按钮sw2，中间继电器k1动作并自锁，进而使得接触器km1动作，将电动机接至变频器的输出端。qm1动作后，k1也动作，将工频电源接到变频器的输入端，并允许电动机启动。
57.5、本柜体的结构如图4至图6所示，是由散热器位于变频柜体内部，冷媒从下至上流动而不是上至下，进而提高降温性能，散热器位于柜体侧板内侧，而隔离间位于柜体侧板外侧，隔离间与散热器之间掏空了预留空间给igbt安装。在igbt完成故障切换之后，二极管通过单刀双掷的开关将损坏的igbt输入端连接至备用igbt处，并且igbt输出端的单个开关也断开，此时的igbt是不带电，这个时候工作人员可通过三角钥匙将隔离间打开并取下损坏的igbt，并换上新的igbt。在散热器处，二极管放置与igbt对立的另一面。这样在运行过程中，igbt和二极管都是在冷媒的作用下进行散热。
58.图4中1是柜内的散热器，2是变频柜进线处，3是变频柜出线处，4是散热器与igbt隔离间中间钣金隔板，5是igbt隔离间以及内部的igbt。图5中1是散热器表面和壳体的衔接处。图6中1是隔离间的三角钥匙门孔。
59.变频器的结构，可在变频器外设计6个独立的igbt隔离间，散热器贴于柜体侧面板内侧，侧面板掏空预留igbt安装空间，侧面板外部增加钣金隔离间封住igbt。故障时，可实现工作模式从变频驱动控制切换到工频模式控制后，能够实现不间断运行，此时，通过断路器等开关器件，切断故障模块区域，开启外部隔离间，实现带电更换检修igbt模块的功能。当更换完毕，可从工频工作模式切换回变频工作模式。提高变频驱动控制的不间断工作能力，防止断电停止工作后，降低工作效率。例如，需要恒温环境的变频控制器，停止工作后，可能导致物品存放损失、老化等问题，使用本技术后，将解决同类问题出现。igbt分别置于柜体外侧的钣金里，散热器位于柜内。
60.根据本技术实施例的一方面，提供了一种变频器的控制方法的实施例。图8是根据本技术实施例的一种可选的变频器的控制方法的流程图，如图8所示，该方法可以包括以下步骤：
61.步骤s1，获取变频器的故障状态；
62.步骤s2，根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式。
63.例如，在所述变频器正常运行的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为变频模式；在所述变频器发生故障的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为工频模式。
64.在本技术的技术方案中，设计了一种严密的控制方案，通过内部继电器协同工作实现，工作模式的切换，保证切换的平滑性，避免产生严重的过压、过流现象，实现不间断工作模式。
65.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列
的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
66.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
67.根据本技术实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述变频器的控制方法的变频器的控制装置。图9是根据本技术实施例的一种可选的变频器的控制装置的示意图，如图9所示，该装置可以包括：
68.获取单元91，用于获取变频器的故障状态；控制单元93，用于根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式。
69.可选地，控制单元还用于：在所述变频器正常运行的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为变频模式；在所述变频器发生故障的情况下，确定所述变频器中igbt模块的运行模式为工频模式。
70.此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在相应的硬件环境中，可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，其中，硬件环境包括网络环境。
71.根据本技术实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述变频器的控制方法的服务器或终端。
72.图10是根据本技术实施例的一种终端的结构框图，如图10所示，该终端可以包括：一个或多个(仅示出一个)处理器1001、存储器1003、以及传输装置1005，如图10所示，该终端还可以包括输入输出设备1007。
73.其中，存储器1003可用于存储软件程序以及模块，如本技术实施例中的变频器的控制方法和装置对应的程序指令/模块，处理器1001通过运行存储在存储器1003内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的变频器的控制方法。存储器1003可包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器1003可进一步包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
74.上述的传输装置1005用于经由一个网络接收或者发送数据，还可以用于处理器与存储器之间的数据传输。上述的网络具体实例可包括有线网络及无线网络。在一个实例中，传输装置1005包括一个网络适配器(network interface controller，nic)，其可通过网线与其他网络设备与路由器相连从而可与互联网或局域网进行通讯。在一个实例中，传输装置1005为射频(radio frequency，rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
75.其中，具体地，存储器1003用于存储应用程序。
76.处理器1001可以通过传输装置1005调用存储器1003存储的应用程序，以执行下述步骤：获取变频器的故障状态；根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式。
77.可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
78.本领域普通技术人员可以理解，图10所示的结构仅为示意，终端可以是智能手机(如android手机、ios手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(mobile internet devices，mid)、pad等终端设备。图10其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，终端还可包括比图10中所示更多或者更少的组件(如网络接口、显示装置等)，或者具有与图10所示不同的配置。
79.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取器(random access memory，ram)、磁盘或光盘等。
80.本技术的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于执行变频器的控制方法的程序代码。
81.可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。
82.可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取变频器的故障状态；根据所述故障状态确定所述变频器中igbt模块的运行模式。
83.可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
84.可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
85.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
86.上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
87.在本技术的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
88.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
89.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
90.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
91.以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。