功率转换系统内连接器故障检测系统及方法技术方案

一种功率转换系统内的连接器故障检测系统及方法。所述系统包括多个在功率转换模式下可操作的串联连接的模块。在串联连接的最后一个模块和串联的第一个模块之间设有回路连接。在所述回路连接中设有回路开关。在一个或更多模块中提供回路电流电路来产生在回路内流动的电流且每个模块内电压测量电路测量所述模块的输入端和/或输出端相对于本地基准电压的电压差。控制单元将每个模块的所述输入端和/或输出端的测量电压与相邻模块的输出端和/或输入端的测量电压进行比较来确定所述模块与相邻模块之间的接触件的电阻。

System and method for detecting connector fault in power conversion system

Connector fault detection system and method in power conversion system. The system includes a plurality of modules that are connected in series in a power conversion mode. A loop connection is provided between the last module in series connection and the first module in series. A loop switch is arranged in the loop connection. The input and / or output current circuit in the circuit to provide one or more modules to generate flow in the loop current and measuring voltage measuring circuit in each module of the module voltage relative to the local reference voltage difference. The control unit output voltage measurement of the input terminal of each module and / or output from adjacent modules and / or measurement of input voltage terminal to determine the contact resistance between the module and the comparison to adjacent modules.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换系统内连接器故障检测系统及方法
本专利技术涉及功率转换系统内连接器故障检测的系统及方法。
技术介绍
有许多申请中要求直流（DC）电和交流（AC）电之间的转换。本申请的早期国际专利（公布号WO2012/016285和WO2013/023248）描述了包括完成这样的转换的改进方法的系统。以上国际专利描述的这些系统提供从交流电源创造适用于电力供给或注入主电网的交流信号。这些系统包括一串模块，每个模块与DC电源连接。这个模块被切换进入或离开串联，以形成逐步近似的交流(AC)信号，并且，执行进一步的补偿来使这个信号更加接近类似于想要的交流(AC)信号。这些系统依赖于连接器来安全、有效地传送这些模块之间的高电流。焊点、卷边和连接器销的连接能导致故障，而这些故障发生之前难以检测且在部分或全部故障发生后难定位。由于这些系统的串联连接特性，确定瞬时故障的位置可能是存在问题的。因此，需要提供一种串联连接的功率转换系统的连接器内部的故障检测方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种用于检测功率转换系统中连接器故障的系统，其包括多个串联连接的模块，每个模块有接触件连接的输入端和输出端，所述检测功率转换系统中连接器故障的系统包括：回路连接，其设在串联的最后一个模块输出端和串联的第一个模块之间；回路开关，其设在所述回路连接中；控制单元，所述控制单元和每个模块通信以控制这些模块在功率转换模式下的操作；回路电流电路，设在一个或多个模块中以从所述模块的所述输出端产生电流，和电压测量电路，设在每个所述模块中来测量所述模块的所述输入端相对于本地基准电压的电压差和/或所述模块的输出端相对于本地基准电压的电压差；其中，所述控制单元和所述回路开关、所述回路电流电路和所述电压测量电路通信，使得当所述系统不处于转换操作时，所述控制单元能够关闭所述回路开关、控制所述回路电流电路以产生所述回路电流并接收来自两个或更多个模块的所述电压测量电路的信息，所述控制单元将测量到的每个模块的输入端和/或输出端的电压与测量到的所述相邻模块的输出端和/或输入端的电压进行对比，从而确定所述模块和所述相邻模块之间的所述接触件的电阻。优选的是，当产生所述回路电流时，提供隔离开关来使所述系统的输入端断开。在优选的实施例中，所述回路电流电路包括开关装置（切换装置），可控制所述开关装置以某种方式接收来自所述模块内的存储装置的能量，这种方式会产生一个来自所述模块的所述输出端的受控电流。优选的是，所述模块包括电流传感器来控制所述回路电流的水平，且所有所述开关装置包括切换调节器以产生推动所述回路周围的电流的电压。在一个实施例中，所述电压测量电路包括设置在每个所述模块内部的处理器，且所述处理器与所述控制单元通信。在一个实施例中，所述回路电流电路产生多个不同值的电流，且所述电压测量电路测量相应的电压值，以供所述控制单元分析。优选的是，多个电压测量和所述控制单元通信，且所述控制单元对这些读数计算平均数来估算所述接触件的电阻。在一个优选实施例中，所述模块包括有电源的电源模块和补偿模块，其中所述电源模块内的存储装置在功率转换模式中被切入和切出所述串联连接来产生逐步接近的交流(AC)信号，所述补偿模块修正所述步进信号使其更加接近想要的交流(AC)的信号，其中，所述补偿模块中包括回路连接、回路开关和回路电流电路。在优选的实施例中，所有所述模块的所述输入端和输出端包括接触件，所述接触件设置在从所述模块延伸出来的电线上。优选的是，所述控制单元通过关于所述电线的特性来估算电线电阻，所述电线电阻被用来更准确地判断所述接触件的电阻。在一个优选的实施例中，所述系统进一步包括：每个模块上的返回输入端和输出端，使得产生的回路电流沿着这些模块流动并以一个方向经过所述输入端和输出端且以相反的方向经过所述返回输入端和返回输出端；延伸到所述第一输入端的第一输入电线和延伸自所述第一输出端的第一输出电线；延伸到所述返回输入端的第二输入电线和延伸自所述返回输出端的第二输出电线；连接每个模块的所述第一输出电线和相邻模块的第一输入电线的第一接触件和连接每个模块的第二输出电线和相邻模块的第二输入电线的第二接触件；其中，所述电压测量电路测量所述输入端和所述返回输出端之间的电压并测量穿过所述输出端和所述返回输入端的电压，控制单元将测量电压进行对比来判断所述第一和第二接触件的合成电阻。在进一步优选实施例中，最后模块的所述输出端直接与所述第一个模块的所述输入端连接，提供接地开关来将大地与模块内包括所述回路电流电路的本地参考点连接，其中，每个所述模块的所述电压测量电路测量每个所述输入端和/或输出端之间相对于共同大地电压的电压，从而使得所述控制单元估算每个模块的所述输入端和/或输出端和相邻模块的所述输出端和/或输入端之间的所述接触件的电阻。优选的是，所述回路电流电路使所述回路电流坡升至预定的最大值然后又斜坡下降，每个模块监控这些来自所述电压测量电路的测量电压，同时对LSB改变的平均时间和数值进行存储使得所述控制单元外推数据来产生更准确的电压测量。优选的是，所述数据被用来和一个或更多之前的读数和ADC步长可变性进行比较，且计算出电容充电和放电时间平均常数，并考虑电线电阻，以得到更好的连接电阻的估算。所述控制单元可能设有警报装置来提供可视化和/或可听到的提示：一个连接器内的估算电阻已经超出可接受的水平。优选的是，当测量接触件电阻达到一个点时，在这个点所述接触件的电阻由于隧道效应、熔断或其他现象下降，所述控制单元包括通过间接地增加回路电流的电流调节。在一个实施例中，产生的所述回路电流被逐步斜坡和/或增加，且所述回路电流被增加至超过设计的所述连接器的额定最大电流的水平。具有斜坡增长幅度的回路电流可以用于调节。所述回路电流可以在一个范围内连续上下波动。调节还可以包括循环的能量脉冲。根据本专利技术的第二方面，提供一种检测功率转换系统中连接器故障的方法，包括多个串联连接的模块，每个模块有输入端和输出端使得所述每个模块的输出端与后续的一个模块的输入端通过接触件连接，所述方法包括以下步骤：关闭回路开关，使得当所述功率转换系统不处于功率转换模式下时，串联中的最后的模块的所述输出端与串联中的第一个模块的一个输入端连接；产生回路电流以通过每个模块时流经所述回路开关；测量所述模块的所述输入端和本地基准电压之间的电压差和/或所述模块的所述输出端和本地基准电压之间的电压差；接收关于控制单元中每个模块中的测量电压的信息；在所述控制单元内将每个模块的所述输入端和输出端的所述测量电压与相邻模块的所述输出端和输入端的测量电压进行比较来确定每个模块与相邻模块之间的接触件的电阻。优选的是，所述方法进一步包括当所述回路电流产生时使所述系统的输入端之间断开的步骤。优选的是，所述切换装置以产生所述回路电流的方式接收来自所述模块中所述存储装置的能量。优选的是，所述回路电流的水平通过电流传感器控制，且切换装置被控制以像切换调节器那样操作来产生推动所述回路周围的电流的电压。优选的是，所述方法包括在处理器中执行所述电压测量的步骤，所述处理器设在每个模块内。在一个实施例中，所述回路电流电路产生多个不同值的电流且所述电压测量电路测量相应的电压数值以供所述控制单元分析。在一个实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测用于功率转换系统连接器故障的系统，其包括多个串联连接的模块，每个模块有通过接触件连接的一个输入端和一个输出端，所述检测功率转换系统中连接器故障的系统包括：回路连接，其设在串联的最后一个模块输出端和串联中的第一个模块之间；回路开关，其设在所述回路连接中；控制单元，所述控制单元和每个模块通信以控制这些模块在功率转换模式中的操作；回路电流电路，设在一个或更多模块中以从所述模块的所述输出端产生电流流动，和电压测量电路，设在每个所述模块中来测量所述模块的所述输入端相对于本地基准电压的电压差和/或所述模块的输出端相对于本地基准电压的电压差；其特征在于：所述控制单元和所述回路开关、所述回路电流电路和所述电压测量电路通信，使得当所述系统不处于转换操作时，所述控制单元能够关闭所述回路开关、控制所述回路电流电路以产生所述回路电流并接收来自两个或更多个模块的所述电压测量电路的信息，所述控制单元将测量到的每个模块的输入端和/或输出端的电压与测量到的所述相邻模块的输出端和/或输入端的电压进行对比，从而判断所述模块和所述相邻模块之间的所述接触件的电阻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.05 AU 20149022241.一种检测用于功率转换系统连接器故障的系统，其包括多个串联连接的模块，每个模块有通过接触件连接的一个输入端和一个输出端，所述检测功率转换系统中连接器故障的系统包括：回路连接，其设在串联的最后一个模块输出端和串联中的第一个模块之间；回路开关，其设在所述回路连接中；控制单元，所述控制单元和每个模块通信以控制这些模块在功率转换模式中的操作；回路电流电路，设在一个或更多模块中以从所述模块的所述输出端产生电流流动，和电压测量电路，设在每个所述模块中来测量所述模块的所述输入端相对于本地基准电压的电压差和/或所述模块的输出端相对于本地基准电压的电压差；其特征在于：所述控制单元和所述回路开关、所述回路电流电路和所述电压测量电路通信，使得当所述系统不处于转换操作时，所述控制单元能够关闭所述回路开关、控制所述回路电流电路以产生所述回路电流并接收来自两个或更多个模块的所述电压测量电路的信息，所述控制单元将测量到的每个模块的输入端和/或输出端的电压与测量到的所述相邻模块的输出端和/或输入端的电压进行对比，从而判断所述模块和所述相邻模块之间的所述接触件的电阻。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：设有隔离开关来使所述系统的输入端之间在所述回路电流产生时断开。3.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于：所述回路电流电路包括开关装置，可控制所述开关装置以某种方式接收来自所述模块内的存储装置的能量，这种方式会产生一个来自所述模块的所述输出端的受控电流。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述模块包括电流传感器来控制所述回路电流的水平，且所述开关装置包括切换调节器以产生推动所述回路周围的电流的电压。5.如前述任一项权利要求所述的系统，其特征在于：所述电压测量电路包括设置在每个所述模块内部的处理器，且所述处理器与所述控制单元通信。6.如前述任一项权利要求所述的系统，其特征在于：所述回路电流电路产生多个不同值的电流，且所述电压测量电路测量相应的电压值，以供所述控制单元分析。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：多个电压测量和所述控制单元通信，且所述控制单元对这些读数计算平均数来估算所述接触件的电阻。8.如前述任一项权利要求所述的系统，其特征在于：所述模块包括有电源的电源模块和补偿模块，其中所述电源模块内的存储装置在功率转换模式中被切入和切出所述串联连接来产生逐步接近的交流信号，所述补偿模块修正所述步进信号使其更加近似想要的交流的信号，其中，所述补偿模块中包括所述回路连接、回路开关和回路电流电路。9.如前述任一项权利要求所述的系统，其特征在于：所有所述模块的所述输入端和输出端包括接触件，所述接触件设置在从所述模块延伸出来的电线上。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：所述控制单元使用关于所述电线的特性来估算电线电阻，所述电线电阻被用来更准确地判断所述接触件的电阻。11.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于：所述系统进一步包括：每个模块上的返回输入端和输出端，使得产生的回路电流沿着这些模块流动并以一个方向经过所述输入端和输出端且以相反的方向经过所述返回输入端和输出端；延伸到所述第一输入端的第一输入电线和延伸自所述第一输出端的第一输出电线；延伸到返回输入端的第二输入电线和延伸自返回输出端的第二输出电线；连接每个模块的所述第一输出电线和相邻模块的第一输入电线的第一接触件和连接每个模块的第二输出电线和相邻模块的第二输入电线的第二接触件；其中，所述电压测量电路测量所述输入端和所述返回输出端之间的电压并测量穿过所述输出端和所述返回输入端的电压，控制单元将测量电压进行对比来判断所述第一和第二接触件的合成电阻。12.如权利要求9或10所述的系统，其特征在于：最后模块的所述输出端直接与所述第一个模块的所述输入端返回连接，提供接地开关来将大地与包括所述回路电流电路的模块内的本地参考点连接，其中，每个所述模块的所述电压测量电路测量每个所述输入端和/或输出端之间相对于公共地电压的电压，从而使得所述控制单元估算每个模块的所述输入端和/或输出端和相邻模块的所述输出端和/或输入端之间的所述接触件的电阻。13.如权利要求5-12中任一项所述的系统，其特征在于：所述回路电流电路单元使所述回路电流坡升至预定的最大值然后又斜坡下降，每个模块监控这些来自所述电压测量电路的电压测量，同时对LSB变化的平均时间和数值进行存储使得所述控制单元外推这些数据来产生更准确的电压测量。14.如权利要求13所述的系统，其特征在于：所述数据被用来和一个或更多之前的读数和ADC步长可变性进行比较，且计算出电容充电和放电时间常数平均值，并考虑电线电阻，以得到更好的连接电阻的估算。15.如前述任一项权利要求所述的系统，其特征在于：所述控制单元设有警报装置来提供可视化和/或可听到的提示：一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·史蒂芬·戴维斯，
申请(专利权)人：凯文·史蒂芬·戴维斯，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU