电压采集装置、故障诊断装置以及逆变器系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种电压采集装置、故障诊断装置以及逆变器系统。电压采集装置(100)具备电压检测电路(101)、母线电压检测开关(Q2)、以及自检开关(Q3、Q4、Q5)。输入母线和逆变桥的两个连接点(A、B)中的一个(B)连接至电压检测电路(101)，另一个(A)通过母线电压检测开关(Q2)的常闭点连接至电压检测电路(101)。通过本实用新型专利技术，实现了开机前的自动检测以及误报故障的自动排除功能；准确识别功率模块的故障点及故障类型，方便进行售后维护。

Voltage acquisition device, fault diagnosis device, and inverter system

The utility model provides a voltage collection device, a fault diagnosis device and an inverter system. The voltage acquisition device (100) has a voltage detection circuit (101), a bus voltage detection switch (Q2), and a self checking switch (Q3, Q4, Q5). One of the two connecting points (A and B) of the input bus and the inverter bridge is connected to the voltage detection circuit (101), and the other (A) is connected to the voltage detection circuit (101) through the normally closed point of the bus voltage detection switch (Q2) B. Through the utility model, the automatic detection before the start of the machine and the automatic elimination of the false alarm fault are realized, and the fault point and the fault type of the power module are accurately identified, so that the after-sale maintenance can be carried out conveniently.

【技术实现步骤摘要】
电压采集装置、故障诊断装置以及逆变器系统
本技术涉及逆变器的功率模块的故障诊断领域。
技术介绍
目前，在逆变器在现场的应用中，在开机自检阶段，没有针对功率模块的硬件做出检测，当功率模块内部IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)发生短路或开路等故障时，不能及时发现故障而直接进行逆变启动，容易造成炸机后果，形成更大的损失。而且，在功率模块报出IGBT故障时，一般需要人工进行故障检测判断，并手动复位，大大增加了维护时间和人力成本，影响了逆变器系统的发电量。为了克服现有方案无法自动地检测并判断IGBT的状态，存在需要专业操作人员维护，故障容易扩大化，不利于设备的长期稳定工作等缺点。
技术实现思路
本技术是鉴于上述情况而完成的，本技术提出了一种电压采集装置、故障诊断装置以及逆变器系统。根据本技术的一个实施例，提供了一种电压采集装置，用于逆变器的功率模块的故障诊断，其中，所述功率模块包括与输入母线并联的逆变桥，其特征在于，所述电压采集装置包括：电压检测电路，被配置为检测用于诊断功率模块故障的电压值；母线电压检测开关，被设置在所述功率模块与所述电压检测电路之间，并具有常开点和常闭点；以及自检开关，被配置为与所述逆变器的各输出端一一对应，并与所述母线电压检测开关互锁，所述输入母线和所述逆变桥的两个连接点中的一个连接至所述电压检测电路，另一个通过所述母线电压检测开关的常闭点连接至所述电压检测电路，所述逆变器的各输出端通过与其对应设置的所述自检开关以及所述母线电压检测开关的常开点连接至所述电压检测电路。在本技术的一些实施例中，在进行所述逆变器开机检测且在进入自检模式前，所述母线电压检测开关处于断电，所述输入母线和所述逆变桥的两个连接点处的输入母线的电压值被引入所述电压检测电路，在所述逆变器的开机自检模式下，所述母线电压检测开关通电，所述逆变器的各输出端处的电压值被引入所述电压检测电路，其中，所述开机自检模式是检测所述逆变桥的各并联支路上的开关器件故障的模式。在本技术的一些实施例中，所述自检开关被配置为相互互锁；所述各并联支路上的所述开关器件包括上下串联的IGBT模块，所述上下串联的IGBT模块的连接点分别连接至所述自检开关；所述母线电压检测开关是继电器。在本技术的一些实施例中，所述逆变桥是H桥、单相或者三相逆变桥。通过上述实施例中的逆变器的功率模块的电压采集装置，能够实现开机前的自动检测功能。并且能够准确识别功率模块的故障点以及故障类型，方便进行售后服务。根据本技术的另一个实施例中，提供了一种故障诊断装置，其特征在于，包括：上述的电压采集装置；以及控制器，对所述母线电压检测开关和所述自检开关进行通断控制，并接收所述电压采集装置反馈的电压值，所述电压值用于判断所述功率模块是否发生故障。根据上述实施例中的故障诊断装置，通过接受上位机下发的自检指令，进行功率模块的自诊断，有效甄别功率模块是否处于正常状态，并将检测结果反馈给控制器，控制器作出允许启动和通知进行故障模块更换的判断，方便进行售后服务。根据本技术的其他实施例，提供了一种逆变器系统，其特征在于，包括：逆变器，包括功率模块，所述功率模块具有与输入母线并联的逆变桥；以及上述的故障诊断装置。根据上述实施例中的逆变器系统，通过接受上位机下发的自检指令，进行功率模块的自诊断，有效甄别功率模块是否处于正常状态，并将检测结果反馈给控制器，控制器作出允许启动和通知进行故障模块更换的判断，方便进行售后服务。在一些实施例中，上述逆变器系统还可以包括：直流充电电路，配置在所述输入母线与所述逆变器之间。在一些实施例中，所述直流充电电路包括：隔离变压器，与辅助电源连接；以及充电电路开关，被配置在所述隔离变压器和所述输入母线之间。根据上述实施例中的具备直流充电电路的逆变器系统，通过对直流母线电压检测板的微小改造，也可以实现功率模块自诊断的功能，因此能够节省系统的成本。根据上述实施例中的逆变器系统及其功率模块的故障诊断装置，可以自动进行功率模块故障诊断，减小了人工干预；准确识别功率模块的故障，且识别过程安全可靠，防止故障扩大化；防止由于干扰或者其它问题造成的功率模块误报故障，减小停机等待及维护时间；准确定位故障类型和故障点，减小维护时间。附图说明通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1是本技术的实施例1的三相逆变器的示意图；图2是用于本技术的实施例1的三相逆变器的故障诊断装置的接线示意图；图3是本技术的实施例1的电压检测电路的接线示意图；图4是本技术的实施例1的功率模块自诊断装置逻辑示意图；图5是本技术的实施例1的静态电压检测开关动作逻辑示意图；图6是本技术的实施例1的动态电压检测开关动作逻辑示意图；图7是本技术的实施例2的单相逆变器的示意图；图8是用于本技术的实施例2的单相逆变器的故障诊断装置的接线示意图；图9是本技术的实施例3的H相逆变器的示意图；图10是用于本技术的实施例3的H相逆变器的故障诊断装置的接线示意图；图11是在实施例1的逆变器系统中增加直流充电电路的示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本技术更全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，不一定是按比例描绘图中的组件。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本技术的主要技术创意。下面，参照附图，对于作为本技术的一个实施例涉及的逆变器系统进行详细的说明。实施例1在本实施例中，根据图1和图2，对于具有三相逆变器的逆变器系统进行说明。这里，假定该逆变器系统用于光伏发电并网。图1是三相逆变器的示意图。图2是用于三相逆变器的故障诊断装置的接线示意图。本实施例的逆变器系统包括具有逆变器和故障诊断装置。如图1所示，三相逆变器设置在光伏发电的直流母线(输入母线)和电网之间。三相逆变器包括功率模块，该功率模块具有与直流母线并联的逆变桥。故障诊断装置用于对逆变器的功率模块进行开机故障检测。如图2所示，该故障诊断装置具备电压采集装置100和控制器102。电压采集装置100具有电压检测电路101、母线电压检测开关Q2、以及自检开关Q3、Q4、Q5。电压检测电路101检测用于诊断功率模块故障的电压值。母线电压检测开关Q2设置在功率模块与电压检测电路101之间，并具有常开点和常闭点。自检开关Q3、Q4、Q5与逆变桥的各输出端C、D、E一一对应设置。例如，自检开关Q3与逆变器的C端对应，自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压采集装置，用于逆变器的功率模块的故障诊断，其中，所述功率模块具备与输入母线并联的逆变桥，其特征在于，所述电压采集装置(100)包括：电压检测电路(101)，被配置为检测用于诊断功率模块故障的电压值；母线电压检测开关(Q2)，被设置在所述功率模块与所述电压检测电路(101)之间，并具有常开点和常闭点；以及自检开关(Q3、Q4、Q5)，与所述逆变桥的各输出端(C、D、E)一一对应，并与所述母线电压检测开关(Q2)互锁，所述输入母线和所述逆变桥的两个连接点(A、B)中的一个(B)连接至所述电压检测电路(101)，另一个(A)通过所述母线电压检测开关(Q2)的常闭点连接至所述电压检测电路(101)，所述逆变桥的各输出端(C、D、E)通过与其对应设置的所述自检开关(Q3、Q4、Q5)以及所述母线电压检测开关(Q2)的常开点连接至所述电压检测电路(101)。

【技术特征摘要】
1.一种电压采集装置，用于逆变器的功率模块的故障诊断，其中，所述功率模块具备与输入母线并联的逆变桥，其特征在于，所述电压采集装置(100)包括：电压检测电路(101)，被配置为检测用于诊断功率模块故障的电压值；母线电压检测开关(Q2)，被设置在所述功率模块与所述电压检测电路(101)之间，并具有常开点和常闭点；以及自检开关(Q3、Q4、Q5)，与所述逆变桥的各输出端(C、D、E)一一对应，并与所述母线电压检测开关(Q2)互锁，所述输入母线和所述逆变桥的两个连接点(A、B)中的一个(B)连接至所述电压检测电路(101)，另一个(A)通过所述母线电压检测开关(Q2)的常闭点连接至所述电压检测电路(101)，所述逆变桥的各输出端(C、D、E)通过与其对应设置的所述自检开关(Q3、Q4、Q5)以及所述母线电压检测开关(Q2)的常开点连接至所述电压检测电路(101)。2.根据权利要求1所述的电压采集装置，其特征在于，在进行所述逆变器开机检测且在进入自检模式前，所述母线电压检测开关(Q2)处于断电，所述输入母线和所述逆变桥的两个连接点(A、B)处的输入母线的电压值被引入所述电压检测电路(101)，在所述逆变器的开机自检模式下，所述母线电压检测开关(Q2)通电，所述逆变桥的各输出端(C、D、E)处的电压值被引入所述电压检测电路(101)，其中，所述开机自检模式是检测所述逆变桥的各并联支路上的开关器件故障的模式。3.根据权利要求1或2所述的电压采集装置，其特征在于，所述自检开关(Q3、Q4、Q5)被配置为相互互锁；所述各并联支路上的所述开关器件包括上下串联的IGBT模块(S1～S6)，所述上下串联的IGBT模块(S1～S6)的连接点(C、D、E)分别连接至所述自检开关(Q3、Q4、Q5)；所述母线电压检测开关(Q2)是继电器。4.根据权利要求1或2所述的电压采集装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：符松格，王铁刚，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11