[发明专利]用于电流回路系统的绝缘支撑法兰

说明书

技术领域

本发明总体涉及功率控制系统领域。更具体地，本发明涉及用于消除电流回路系统中的局部放电的绝缘支撑法兰(insulating support flange)。

背景技术

电动机控制器(更普遍地，电控制器)通过限制来从电源到电动机或其它负载的功率来进行操作。例如，一些电动机控制器通过在电源与电动机之间间歇地传导电流，来限制传输至电动机的功率。这些电动机控制器通常耦接至正弦交流(AC)电源，并且在每个正弦波周期的一部分内传导电流。相应地，为了限制传输至电动机的功率，电动机控制器可以在每个周期的一部分内不传导电流。通常，电动机控制器不传导电流的时段的持续时间是可调节的。因此，通过调节该不传导时间段的持续时间，可以控制电动机的操作。

一些电动机控制器通过经由一对可控硅整流器(SCR)传导电流来选择性地传送电流。SCR是一种包括通过门极信号控制的整流器的固态开关。因此，当SCR通过门极信号而接通时，SCR允许电流从其阳极流至其阴极，但不允许电流反向流动。一旦被接通，SCR通常保持导通，直到去除门极信号，并且电流降低至接近零。在截止状态下，SCR通常不在任何方向上传导电流。通过在适当的时间施加门极信号，电动机控制器可以调节传输至负载的功率。

通常，电动机控制器包括用于接通SCR的电路。电动机控制器可以包括将小电流传输至SCR的门极的驱动器。该驱动器可以对至门极的电流脉冲进行计时以调节传输至电动机的功率。为了传输更多功率，在SCR变为正向偏置后且在接通SCR之前，该驱动器将延迟较少时间。类似地，为了减少传输至电动机的功率，在SCR变为正向偏置之后且在接通SCR并允许电流通过之前，该驱动器将延迟较长时间。每个驱动器包括用于确定何时接通SCR的电路。通常，电动机控制器针对每个SCR采用一个驱动器。因此，调节单相交流电的电动机控制器通常采用两个驱动器，而三相控制器包括六个。

向驱动器的操作供电提出了挑战。通常，驱动器连接至暴露于高电压下的SCR。例如，SCR通常连接至工作在2300伏特或更高伏特的电源。因此，保持驱动器与系统的其它部分电隔离会是重要的。一些系统针对每个驱动器采用单个电源。然而，每个驱动器的专用电源会增加系统成本、系统尺寸、以及可能不合格的部件的数目。此外，电动机控制器通常采用大量的驱动器。例如，如上所述，对来自三相交流电源的功率进行调节的电动机控制器可以采用六个驱动器，其中，每相的两个SCR中的每个SCR使用一个驱动器。类似地，为了调节来自较高电压电源的功率，电动机控制器可以针对每个相采用两对或更多对SCR。因此，每相具有三个SCR对的三相系统可以采用18个SCR和18个驱动器。因此，随着开关和驱动器的数目增加，利用专用电源对每个驱动器供电变得不令人满意。

利用一些成果，设计者转向自供电门驱动系统(SPGDS)以避免这些问题。通常地，SPGDS捕获来自驱动负载的电源的能量(即，线功率)。通常，在SPGDS内，一串电容器连接至对这些电容器充电的自供电电路。SPGDS可以使用SCR两端的电压差来产生电流及存储电荷。然后，电容器上的电荷可以用于对驱动器供电。通常在SCR的工作期间产生用于对电容器充电的电压差。当SCR间歇地在电源与负载之间传导电流时，在SCR两端会形成电压差。自供电系统可以避免与每个驱动器的专用电源相关联的隔离问题。此外，在自供电系统中针对向驱动器供电的部件的成本会比针对每个驱动器采用专用电源的系统低。然而，SPGDS还需要改进，因为现在认识到SPGDS伴随有操作和响应时间的延迟。

发明内容

本发明总体涉及用于将预充电电路的电流回路系统的电流回路导体与布置在该电流回路导体周围的多个电流互感器隔离的系统和方法。特别地，本文所述的实施例包括绝缘支撑法兰，其具有第一管状部分；第二管状部分，其径向布置在第一管状部分周围并且经由固体环形部分连接至第一管状部分，该固体环形部分从第一管状部分径向向外延伸至第二管状部分的第一端；环形基座，其从第二管状部分的第二端径向向外延伸；以及多个叉件，其从环形基座的圆周或接近环形基座的圆周轴向延伸，其中，每个叉件包括与第二管状部分成角度的端面。绝缘支撑法兰被配置成沿着电流回路导体的轴向方向彼此配合。另外，多个电流互感器中的每一个被安装(即，适当地保持)在其各个绝缘支撑法兰的叉件、环形基座与第二管状部分之间。像这样，绝缘支撑法兰的第一和第二环形部分之间的固定的开放空气空间将电流互感器与电流回路导体隔离，从而降低电流互感器与电流回路导体之间放电的可能性。

附图说明