针对包括可变频率电动机驱动器的系统的诊断技术方案

一个实施例是一种用于系统的诊断方法，所述方法包括：在第一驱动器状态期间基于可变频率驱动器的DC总线的状况来设定第一诊断代码，在第二驱动器状态期间基于至少一个电动机相电流的状况来设定至少一个附加诊断代码，如果第一诊断代码指示第一错误则输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息，并且如果至少一个附加诊断代码指示第二错误则输出指示电动机或耦合电动机和驱动器的连接器的失灵的第二诊断信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请大体上涉及针对包括被配置成驱动电动机的可变频率驱动器的系统的诊断。有时被称为可变速度驱动器的可变频率驱动器可以结合各种系统来利用，包括诸如空气调节系统、热泵系统以及其他制冷系统之类的HVACR系统、空气压缩机系统以及其他压缩机驱动系统。在这样的系统中，可变频率驱动器可以被用来电驱动电动机，其继而被构成为驱动许多不同的机械负载，包括例如制冷压缩机、冷凝器风扇、冷却风扇、空气压缩机以及其他类型的风扇和压缩机。这样的应用中的可变频率驱动器的利用提供许多优点，包括遵守能量效率和操作成本的那些。然而，可变频率驱动器的存在呈现附加的潜在失效模式。其对于服务技术人员适当地诊断这样的系统可能是复杂的、耗时的并且昂贵的。不适当的诊断可能导致功能系统组件的不必要的替换、重复的服务事件或者其他不合期望的服务和维护复杂化。仍然存在针对这样的系统的诊断的增强的显著需要。公开内容出于清楚地、简明地且确切地描述本专利技术的示例性实施例、制作和使用本专利技术的方式和过程的目的，并且为了使得能够实施、制作和使用本专利技术，现在将对某些示例性实施例进行引用，包括在附图中图示的那些，并且特定语言将被用来描述本专利技术。然而，应当理解的是，不由此创建对本专利技术的范围的限制，并且本专利技术包括并保护如本领域技术人员将想到的示例性实施例的这样的变更、修改以及进一步的应用。
技术实现思路
公开了针对包括可变频率驱动器的系统的唯一诊断。一个实施例是包括被构成为执行系统诊断的控制器的系统。控制器可以被构成为在第一驱动器状态期间基于可变频率驱动器的DC总线的状况来设定第一诊断代码，并且在第二驱动器状态期间基于至少一个电动机相电流的状况来设定至少一个附加诊断代码。如果第一诊断代码指示第一错误，则可以输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息。如果至少一个附加诊断代码指示第二错误，则可以输出指示电动机或耦合电动机和驱动器的连接器的失灵的第二诊断信息。其他实施例包括包含针对包括可变频率驱动器的系统的唯一诊断的装置、系统、设备、硬件、方法以及组合。本申请的进一步的实施例、形式、特征、方面、优点、以及优势将根据同此提供的描述和附图变得显而易见。附图说明本文的描述对附图进行引用，其中相似的附图标记遍及若干视图指代相似的部分，并且其中：图1示意性地描绘根据一个实施例的制冷系统的非限制性示例的一些方面。图2A和2B描绘根据一个实施例的一些示例性诊断测试状况期间的逆变器驱动器以及逆变器驱动器的电流流过晶体管和续流二极管的非限制性示例的一些方面。图3描绘根据一个实施例的逆变器驱动电动机的启动操作的非限制性示例的一些方面。图4描绘根据一个实施例的作为诊断测试的部分而被执行的一些步骤的非限制性示例的一些方面。图5描绘根据一个实施例的图示诊断测试的流程图的非限制性示例的一些方面。图6描绘根据一个实施例的自举（bootstrap）测试序列的非限制性示例的一些方面。具体实施方式参照图1，示意性地图示了根据一个实施例的系统10的一个非限制性示例的一些方面。在所图示的形式中，系统10是制冷系统，诸如热泵、空气调节器或者其他类型的制冷系统。出于简明地描述示例性实施例的目的，系统10以特定形式来描述，其包括被构成为电驱动电动机的可变频率驱动器，电动机继而被构成为机械驱动制冷压缩机。然而，应当领会到，系统10可以以许多不同形式提供。用于系统10的另外的示例性形式包括例如被构成为电驱动电动机的可变频率驱动器，电动机继而被构成为驱动冷凝器风扇、冷却风扇、鼓风机、通风扇、空气压缩机、其他类型的风扇、其他类型的压缩机、或者其他类型的机械负载。进而，应当领会到，本文所公开的附加的方面和实施例（包括结合图2-6所描述的那些）也可以结合具有这些不同形式中的任何一个的系统来利用。继续参照图1，系统10包括制冷系统12和被配置成操作制冷系统12的控制系统14。制冷系统12包括由电动机18供电的压缩机16，电动机18可以与压缩机16集成。控制系统14包括逆变器20、处理器系统22和被配置成操作逆变器20的栅极驱动器24。在各实施例中，逆变器20、处理器系统22和栅极驱动器24可以定位在一起（例如在相同的电路板上），或者可以跨控制系统14内的各位置而分布。处理器系统22通信耦合到逆变器20以及到栅极驱动器24。在一种形式中，控制器26是基于微处理器的并且诊断测试算法30采用程序指令的形式，所述程序指令采用存储在非临时性计算机存储器介质28中的软件的形式。然而，可替代地考虑到，控制器和程序指令可以采用软件、固件和硬件的任何组合的形式（包括状态机），并且可以反映分立的（discreet）设备和/或集成电路的输出，其可以在特定位置处定位在一起或者跨多于一个位置而分布，包括被配置成实现与执行基于软件、固件和/或硬件的指令的基于处理器的控制器相同或类似的结果的任何数字和/或模拟设备。栅极驱动器24通信耦合到逆变器20。栅极驱动器24被配置成例如在处理器系统22的指导之下控制逆变器20的晶体管（例如相位臂（leg）和升压器晶体管）的操作。处理器系统22包括控制器26和存储器28，存储器28除其他之外还存储诊断测试算法30，诊断测试算法30被配置用于执行逆变器20、电动机18的线圈32、34和36、以及引线或导线38、40和42的诊断测试。引线38、40和42分别电耦合到线圈32、34和36，并且电耦合到逆变器20的U、V和W相位。相电流传感器44、46和48分别被配置成感测流入/流出引线38、40和42的电流。参照图2A，根据一个实施例示意性地描绘了逆变器20的非限制性示例的一些方面。逆变器20包括涌入（inrush）控制电路50、功率因素校正（PFC）电路52和逆变器54。涌入控制电路50可以采取多种形式中的任何一种。在图2A中所图示的示例中，可以采用例如10欧姆电阻器的电阻器和诸如断路器BRK之类的中继器。在一种形式中，断路器是正常断开（open）的中继器（当未供应有功率时，默认为断开位置），并且由控制器24所控制。当连接到公共设施时，BRK断开，由此分流电流流过10欧姆电阻器并且限制涌入电流。在正常电动机操作期间，BRK闭合（close），由此使10欧姆电阻器旁路并允许无限制的电流流过涌入控制电路。PFC电路52可以采取多种形式中的任何一种，在图2A中图示了仅其中一种。在一个实现中，在某些操作模式期间，PFC电路52可以将跨DC总线的电压从约320V升压至约425V，要领会到，也考虑各种其他电压和升压的电压。逆变器54包括分别经由引线38、40和42分别耦合到线圈32、34和36的U、V和W相位。U相位包括具有晶体管T1和续流二极管D1的Up臂；具有晶体管T4和续流二极管D4的Un臂；具有晶体管T2和续流二极管D2的Vp臂；具有晶体管T5和续流二极管D5的Vn臂；包括具有晶体管T3和续流二极管D3的Wp臂；以及具有晶体管T6和续流二极管D6的Wn臂。Up、Vp和Wp臂耦合到DC总线58的正侧56，并且Un、Vn和Wn臂耦合到DC总线58的负侧60。在一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于系统的诊断方法，所述系统包括：可变频率驱动器、被构成为驱动机械负载的电动机、电耦合可变频率驱动器和电动机的连接器、以及被构成为控制可变频率驱动器的操作的控制器，可变频率驱动器包括操作地与DC总线耦合的涌入中继器和功率因数校正（PFC）电路以及操作地与DC总线和电动机耦合的逆变器，所述方法包括：利用控制器执行第一过程，包括在闭合涌入中继器并激活PFC电路之后对DC总线的电压进行第一评估并且基于所述第一评估来设定第一诊断代码的值；利用控制器执行第二过程，包括顺序地接通逆变器的多个开关中的每一个而同时关断逆变器的每一个其他开关；利用控制器执行第三过程，包括将电流注入到接通的逆变器的多个开关中的一个，对电动机的至少一个相位的电流进行第二评估，并且基于所述第二评估来设定至少一个附加诊断代码的值；在第一诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息；以及在至少一个附加诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示电动机或连接器的失灵的第二诊断信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 US 61/8749121.一种用于系统的诊断方法，所述系统包括：可变频率驱动器、被构成为驱动机械负载的电动机、电耦合可变频率驱动器和电动机的连接器、以及被构成为控制可变频率驱动器的操作的控制器，可变频率驱动器包括操作地与DC总线耦合的涌入中继器和功率因数校正（PFC）电路以及操作地与DC总线和电动机耦合的逆变器，所述方法包括：
利用控制器执行第一过程，包括在闭合涌入中继器并激活PFC电路之后对DC总线的电压进行第一评估并且基于所述第一评估来设定第一诊断代码的值；
利用控制器执行第二过程，包括顺序地接通逆变器的多个开关中的每一个而同时关断逆变器的每一个其他开关；
利用控制器执行第三过程，包括将电流注入到接通的逆变器的多个开关中的一个，对电动机的至少一个相位的电流进行第二评估，并且基于所述第二评估来设定至少一个附加诊断代码的值；
在第一诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息；以及
在至少一个附加诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示电动机或连接器的失灵的第二诊断信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中执行第二过程的动作对于在多个开关之一被短路的情况下破坏性地禁用逆变器的至少一部分是有效的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中输出第一诊断信息和输出第二诊断信息包括向视觉显示器提供输出。
4.根据权利要求1所述的方法，其中至少一个附加诊断代码包括针对连接器或电动机的线到线短路状况的第二诊断代码、针对连接器或电动机的接地故障状况的第三诊断代码、以及针对连接器或电动机的开路状况的第四诊断代码。
5.根据权利要求4所述的方法，其中电动机是三相电动机，逆变器包括与电动机的各相位耦合的多个高侧开关和与电动机的各相位耦合的对应的多个低侧开关，并且执行第三过程的动作包括顺序地接通高侧开关并关断与电动机的每一个相位耦合的低侧开关而同时关断其他相位的高侧开关并接通其他相位的低侧开关，将电流注入到接通的高侧开关，评估针对耦合到接通的低侧开关的每一个相位的电流，在过电流状况针对电动机相位中的两个被评估的情况下将第二诊断代码的值设定成指示错误，在过电流状况针对电动机相位中的仅一个被评估的情况下将第三诊断代码的值设定成指示错误，以及在欠电流状况针对电动机相位中的至少一个被检测到的情况下将第四诊断代码的值设定成指示错误。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括执行第四过程，包括操作驱动器来以预定速度旋转电动机，对电动机的实际速度进行第三评估，以及基于所述第三评估来设定第五诊断代码的值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中由电动机所驱动的机械负载包括被构成为压缩制冷液的压缩机。
8.一种系统，包括：
可变频率驱动器，其包括：包括多个开关设备的逆变器、与逆变器耦合的DC总线、与DC总线耦合的电压升压器电路、以及与DC总线和线输入耦合的中继器；
被构成为驱动机械负载的电动机；
耦合可变频率驱动器和电动机的电连接器；以及
控制器，其被构成为：
当闭合中继器并且激活电压升压器电路时基于DC总线的电压来设定第一诊断代码，
顺序地接通逆变器的开关设备中的每一个而同时关断其他开关设备的每一个，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫川，RW赖特，WD道赫蒂三世，
申请(专利权)人：特灵国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US