一种用于变频器的故障检测的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于变频器的故障检测的装置和方法，该装置包括：第一获取模块，用于获取高边分流器的电压降，其中，所述高边分流器串接在变频器所包括的整流器和逆变器之间的直流正母线上；第二获取模块，用于获取低边分流器的电压降，其中，所述低边分流器串接在所述整流器和所述逆变器之间的直流负母线上，且与所述高边分流器具有相同的阻值；以及，比较模块，用于当所获取的所述高边分流器的电压降与所获取的所述低边分流器的电压降不相等时，输出指示所述变频器发生短路的指示信号。该装置和方法能够改善变频器的故障检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于变频器的故障检测的装置和方法
本专利技术涉及变频器，尤其涉及一种用于变频器的故障检测的方法和装置。
技术介绍
如图1所示，变频器10通常包括整流器12、由直流正母线P和直流负母线N构成的直流母线14、滤波电容16和逆变器18。变频器10通常还包括故障检测模块，用于检测变频器10的短路、过流和过载等故障。如图1所示，变频器10的故障检测模块包括高边分流器20、低边分流器22、差分运算放大器24和26、比较器28和30、光耦合器32和控制器MCU。高边分流器20串接在直流正母线P上，低边分流器22串接在直流负母线N上。高边分流器20和低边分流器22具有相同的阻值。由于变频器10发生短路时短路电流很大，容易造成设备损坏和/或引起人身安全事故，因此，通常在三相交流系统SX的中性点N与地之间连接一个高阻值的电阻R1。由于电阻R1的存在，当变频器10发生短路时流过高边分流器20和低边分流器22的电流变小了，导致检测到变频器10发生短路的准确性降低。
技术实现思路
考虑到现有技术的以上缺陷，本专利技术的实施例提供一种用于变频器的故障检测的方法和装置，其能够改善变频器的故障检测。按照本专利技术实施例的一种用于变频器的故障检测的装置，其包括第一获取模块、第二获取模块和比较模块。所述第一获取模块用于获取高边分流器的电压降，其中，所述高边分流器串接在变频器所包括的整流器和逆变器之间的直流正母线上。所述第二获取模块用于获取低边分流器的电压降，其中，所述低边分流器串接在所述整流器和所述逆变器之间的直流负母线上，且与所述高边分流器具有相同的阻值。所述比较模块用于当所获取的所述高边分流器的电压降与所获取的所述低边分流器的电压降不相等时，输出指示所述变频器发生短路的指示信号。按照本专利技术实施例的一种变频器，其包括整流器、逆变器、滤波电容、高边分流电阻、低边分流电阻和前述的用于故障检测的装置。所述整流器用于将交流电转换为直流电并输出到由直流正母线和直流负母线形成的直流母线上。所述逆变器用于将所述直流母线上的直流电转换为三相交流电并输出到三个相线。所述滤波电容连接在所述直流正母线和所述直流负母线之间。所述高边分流电阻串接在所述直流正母线。所述低边分流电阻串接在所述直流负母线且与所述高边分流器具有相同的阻值。按照本专利技术实施例的一种用于变频器的故障检测的方法，其包括：获取高边分流器的电压降，其中，所述高边分流器串接在变频器所包括的整流器和逆变器之间的直流正母线上；获取低边分流器的电压降，其中，所述低边分流器串接在所述整流器和所述逆变器之间的直流负母线上，且与所述高边分流器具有相同的阻值；以及，当所获取的所述高边分流器的电压降与所获取的所述低边分流器的电压降不相等时，输出指示所述变频器发生短路的指示信号。从以上描述可以看出，本专利技术实施例基于串接在直流母线上的高边分流器和低边分流器的电压降是否相等来确定变频器是否发生短路，由于流过串接在直流母线上的高边分流器和低边分流器的电流在变频器发生短路时是不相等的，因此，与现有技术相比，即使当变频器发生短路时短路电流很小的情况下，本专利技术实施例也能准确地检测出变频器发生了短路，从而改善了变频器的故障检测。附图说明本专利技术的其它特征、特点、益处和优点通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。其中：图1示出了现有技术的变频器的示意图；图2A示出了按照本专利技术的第一实施例的变频器的示意图；图2B示出了按照本专利技术的第一实施例的用于变频器的故障检测的方法的流程示意图；图3A示出了按照本专利技术的第二实施例的变频器的示意图；图3B示出了按照本专利技术的第二实施例的用于变频器的故障检测的方法的流程示意图；图4A示出了按照本专利技术的第三实施例的变频器的示意图；以及图4B示出了按照本专利技术的第三实施例的用于变频器的故障检测的方法的流程示意图。具体实施方式下面将参考附图详细描述本专利技术的各个实施例。图2A示出了按照本专利技术的第一实施例的变频器的示意图。如图2A所示，变频器100可以包括整流器102、由直流正母线P和直流负母线N构成的直流母线104、滤波电容106和逆变器108。直流母线104连接在整流器102和逆变器108之间，滤波电容106连接在直流正母线P和直流负母线N之间。整流器102将三相交流系统140(其中性点通过高阻值的电阻R1接地)提供的具有频率F1的交流电AC1转换为直流电并输出到直流母线104。逆变器108将直流母线104上的直流电转换为具有频率F2(F2不同于F1)的交流电AC2并输出到变频器100的输出端的三个相线U、V和W上。诸如电机等的负载150可以连接到相线U、V和W以获得具有频率F2的交流电AC2作为工作电源。变频器100还可以包括用于故障检测的模块BH1(以下简称为故障检测模块BH1)。故障检测模块BH1可以包括高边分流器110、低边分流器112、差分运算放大器114、116和118、比较器120和控制器122。高边分流器110和低边分流器112具有相同的阻值。高边分流器110串接在直流正母线P上且位于整流器102和滤波电容106之间，而低边分流器112串接在直流负母线N上且位于整流器102和滤波电容106之间。差分运算放大器114的两个输入端分别连接到高边分流器110的两端以获取高边分流器110两端的电势，差分运算放大器114利用所获取的高边分流器110两端的电势来计算和输出高边分流器110两端的电势差。由于高边分流器110两端相对于地具有很高的电压，因此，差分运算放大器114优选是能承受高共模输入电压的差分运算放大器。差分运算放大器116对差分运算放大器114所输出的电势差进行预定平移，以校正由于高共模输入电压导致的差分运算放大器114的计算误差。例如但不局限于，差分运算放大器116可以通过将差分运算放大器114所输出的电势差与预定参考电压相加来实现该预定平移。差分运算放大器116输出平移后的电势差作为高边分流器110的电压降。差分运算放大器116优选是高精度的差分运算放大器。差分运算放大器114和差分运算放大器116构成了用于获取高边分流器110的电压降的获取模块。差分运算放大器118的两个输入端分别连接到低边分流器112的两端以获取低边分流器112两端的电势，差分运算放大器118利用所获取的低边分流器112两端的电势来计算和输出低边分流器112的电压降。显然，差分运算放大器118是用于获取低边分流器112的电压降的获取模块。差分运算放大器118优选是高精度的差分运算放大器。作为比较模块的比较器120通过比较差分运算放大器116所输出的高边分流器110的电压降和差分运算放大器118所输出的低边分流器112的电压降是否相同来向控制器122输出表明变频器100是否发生短路的指示信号。其中，如果差分运算放大器116所输出的高边分流器110的电压降和差分运算放大器118所输出的低边分流器112的电压降不相同，则比较器120向控制器122输出表明变频器100发生短路的指示信号。如果差分运算放大器116所输出的高边分流器110的电压降和差分运算放大器118所输出的低边分流器112的电压降相同，则比较器120向控制器122输出表明变频器100未发生短路的指示信号。其中，比较器120可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于变频器的故障检测的装置，包括：第一获取模块(114、116)，用于获取高边分流器(110)的电压降，其中，所述高边分流器(110)串接在变频器(100、400)所包括的整流器(102)和逆变器(108)之间的直流正母线(P)上；第二获取模块(118)，用于获取低边分流器(112)的电压降，其中，所述低边分流器(112)串接在所述整流器(102)和所述逆变器(108)之间的直流负母线(N)上，且与所述高边分流器(110)具有相同的阻值；以及比较模块(120)，用于当所获取的所述高边分流器(110)的电压降与所获取的所述低边分流器(112)的电压降不相等时，输出指示所述变频器(100、400)发生短路的指示信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于变频器的故障检测的装置，包括：第一获取模块(114、116)，用于获取高边分流器(110)的电压降，其中，所述高边分流器(110)串接在变频器(100、400)所包括的整流器(102)和逆变器(108)之间的直流正母线(P)上；第二获取模块(118)，用于获取低边分流器(112)的电压降，其中，所述低边分流器(112)串接在所述整流器(102)和所述逆变器(108)之间的直流负母线(N)上，且与所述高边分流器(110)具有相同的阻值；以及比较模块(120)，用于当所获取的所述高边分流器(110)的电压降与所获取的所述低边分流器(112)的电压降不相等时，输出指示所述变频器(100、400)发生短路的指示信号。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一获取模块(114、116)包括：第一差分运算放大器(114)，其两个输入端分别连接到所述高边分流器(110)的两端，用于根据所述高边分流器(110)两端的电势来计算和输出所述高边分流器(110)两端的电势差；以及第二差分运算放大器(116)，用于对所输出的电势差进行指定平移并输出平移后的所述电势差作为所述高边分流器(110)的电压降。3.如权利要求1或2所述的装置，其中，还包括：控制器(122、450)，用于基于所述指示信号，执行相应的操作以避免短路造成损害。4.如权利要求1所述的装置，其中，还包括：指示模块(310)，用于生成多个信号，每一个信号指示所述变频器(100、400)的输出端的三个相线(U、V、W)的其中两个相线之间的电压；以及控制器(350、450)，用于至少基于所生成的多个信号的波形变化，来识别所述三个相线(U、V、W)中发生短路或断路的相线。5.如权利要求4所述的装置，其中，如果所述多个信号中与所述三个相线(U、V、W)的特定相线相关联的信号的占空比不等于预定占空比且未与所述特定相线相关联的信号的占空比等于所述预定占空比，则所述控制器(122、450)确定所述特定相线是发生短路或断路的相线，其中，所述预定占空比等于当所述三个相线(U、V、W)都没有发生短路或断路时所述多个信号的占空比。6.如权利要求5所述的装置，其中，所述多个信号是两个信号，以及如果所述两个信号之间的相位差不等于240度，以及，所述两个信号中与所述特定相线相关联的信号的占空比不等于所述预定占空比且未与所述特定相线相关联的信号的占空比等于所述预定占空比，则所述控制器(122、450)确定所述特定相线是发生短路或断路的相线。7.如权利要求6所述的装置，其中，所述指示模块包括第一电阻(312)、第二电阻(314)、第三电阻(316)、第一光耦合器(318)和第二光耦合器(320)，其中，所述第一电阻(312)的一端、所述第二电阻(314)的一端和所述第三电阻(316)的一端分别连接所述三个相线的其中一个，所述第一电阻(312)的另一端和所述第二电阻(314)的另一端分别连接所述第一光耦合器(318)的发光器件的两端，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴训江，
申请(专利权)人：博世力士乐西安电子传动与控制有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61