用于检测逆变器的功率继电器的故障的设备制造技术

公开了一种用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备。用于检测功率继电器中的故障的设备包括：电压传感器，其被配置为测量DC链路的电压；电流传感器，其被配置为测量应用到逆变器级的输出电流；存储单元，其被配置为存储初始充电电阻器的电阻、电容器的时间常数和当DC链路的电压降没有发生时测量的参考电压；以及控制器，其被配置为当DC链路的电压降发生时基于参考电压和在经过对应于时间常数的时间段之后测量的电压之间的差来确定在功率继电器中的故障的存在或不存在。

Equipment for detecting fault of power relay of inverter

A device for detecting faults in power relays of an inverter is disclosed. Devices for detecting faults in power relays include: a voltage sensor configured to measure the voltage of the DC link; a current sensor configured to measure the output current applied to the inverter stage; a storage unit configured to store the resistance of the initial charger resistor, the time constant of the capacitor, and when the DC chain is in operation. The reference voltage measured when the voltage drop of the circuit does not occur; and a controller configured to determine the presence or absence of a fault in a power relay based on the difference between the reference voltage when the voltage drop of the DC link occurs and the voltage measured after a period corresponding to a time constant.

【技术实现步骤摘要】
用于检测逆变器的功率继电器的故障的设备
本公开内容涉及一种用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备。
技术介绍
当启动逆变器时，执行初始充电。在初始充电期间，打开与初始充电电阻器并联连接的功率继电器。初始充电电阻器用于在初始充电期间防止浪涌电流。此后，使用控制信号来闭合逆变器的功率继电器以使逆变器正常操作。图1是图示了在逆变器的初始充电期间的电流流动的示图。参考图1，转换器级20将交流电流(AC)转换为直流电流(DC)并且提供具有直流电流(DC)的平滑电路。平滑单元通常包括设置有电容器13的DC链路、电阻器11和功率继电器12。当逆变器被驱动时，电流如图1的箭头①指示的流动。这是为了防止在初始电流的引入期间的浪涌电流。当功率继电器12通过逆变器内部生成的控制信号闭合(ON)时，电流如箭头②指示的流动。甚至当电机40被驱动时电流如箭头②指示的流动，并且到逆变器级30的输出电流增加，使得电流(idc)也增加。如果功率继电器12在电机40的驱动期间被损坏，则电流可以再次如箭头①指示的流动，使得在初始充电电阻器11中流动的电流可能偏离额定容量。结果，初始充电电阻器11可能被损坏并且可能导致热量，使得逆变器的内部结构也可能被损坏。
技术实现思路
本公开内容的目的是提供一种用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备，其包括单个电压传感器并且通过计算电压降来确定在功率继电器中是否存在故障。本公开内容的目的不限于上述目的并且本领域技术人员可以从以下描述中认识到其他目的和优点。此外，将容易地认识到本公开内容的目的和优点能够通过所附权利要求及其组合中记载的单元来实践。根据本公开内容的一个方面，一种用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备包括：电压传感器，其被配置为测量DC链路的电压；电流传感器，其被配置为测量到逆变器级的输出电流；存储单元，其被配置为存储初始充电电阻器的电阻、电容器的时间常数和当在DC链路处没有电压降发生时测量的参考电压；以及控制器，其被配置为当在DC链路处发生电压降时基于在参考电压和在已经经过对应于时间常数的时间段之后测量的电压之间的差来确定在功率继电器中是否存在故障。控制器可以将电压之间的差与由输出电流和电阻确定的电压降进行比较，由此确定在功率继电器中是否存在故障。控制器可以将当电压降发生时测量的针对每单位时间的电压降的速率与基于测量的输出电流计算的速率进行比较，由此确定电压降是否持续。当电压降持续对应于时间常数的时间段时，控制器可以确定在功率继电器中是否存在故障。根据本公开内容的示例性实施例，通过采用单个电压传感器并且计算电压降，能够确定在功率继电器中是否存在故障。附图说明图1是图示了在逆变器的初始充电期间的电流流动的示图；图2是图示了根据本公开内容的示例性实施例的用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备的示图；图3是图示了根据本公开内容的示例性实施例的用于检测逆变器的功率继电器中的故障的方法的流程图；图4是图示了随时间的电压降的曲线图。图5图示了到逆变器的输出电流的特征。具体实施方式上述目的、特征和优点将从参考附图的详细描述中变得显而易见。以使得本领域技术人员能够容易地实践本公开内容的技术构思的充分的细节描述了实施例。可以省略对公知的功能或配置的详细描述以免不必要地使本公开内容的要点模糊不清。在下文中，将参考附图详细描述本公开内容的实施例。在整个附图中，相似的附图标记表示相似的元件。下文将参考附图描述本公开内容的实施例。图2是图示了根据本公开内容的实施例的用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备的视图。参考图2，用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备可以包括电压传感器140、电流传感器150、控制器160、显示单元170和存储单元180。根据本公开内容的实施例的用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备可以是逆变器的内部元件或者可以是可拆卸地连接到逆变器的外部装置或部件。也就是说，本公开内容的技术范围不限于用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备，而是包含能够检测功率继电器中的故障的逆变器。转换器级200可以将AC电压转换成DC电压。逆变器级300可以将由电容器130平滑的DC电压转换为三相AC电压，并且可以向电机400提供三相AC电压。初始充电电阻器110可以被设置在转换器级200和具有电容器130的DC链路之间。初始充电电阻器110也可以与功率继电器120并联连接。初始充电电阻器110可以防止在逆变器的初始驱动期间发生浪涌电流。功率继电器120可以被设置在转换器级200和具有电容器130的DC链路之间并且可以与初始充电电阻器110并联连接。功率继电器120在逆变器的驱动之前保持断开(OFF)。功率继电器120在已经经过预定时间段之后根据在逆变器内部生成的控制信号而被闭合(ON)。电容器130可以被设置在转换器级200和逆变器级300之间并且可以平滑从转换器200生成的DC电压。电压传感器140可以连接到DC链路的电容器130的两端，可以测量应用到电容器130的DC链路电压，并且可以向控制器160提供测量的DC链路电压。DC链路电压可以在单位时间的规律的间隔处被测量。例如，电压传感器140可以在1毫秒(ms)的间隔处定期测量DC链路电压。电流传感器150可以测量到逆变器级300的输出电流并且可以向控制器160提供测量的输出电流。控制器160可以将通过电压传感器140测量的DC链路电压存储在存储单元180中。参考电压可以被存储在存储单元180中，参考电压是当电压稳定时(即，当不发生电压降时)测量的电压。此外，当在DC链路中发生电压降时，控制器160可以将由电压传感器140测量的每单位时间的电压降的速率与使用由电流传感器150测量的输出电流计算的速率进行比较，以基于比较的结果来确定是否存在故障。在每单位时间的电压降的速率与基于输出电流计算的速率之间的比较能够由下面的数学表达式1表示：[表达式1]其中n和n+1是用于区分电压测量时间的符号，iout表示输出电流，istd表示额定电流，tp表示电压测量时间之间的时间间隔，idc表示通过初始充电电阻器110的电流，R表示初始充电电阻器110，并且τ表示RC电路的时间常数。在表达式1中，每单位时间的电压降的速率依赖于输出电流，将该输出电流与通过将计算的电流(iout)除以时间常数τ获得的值进行比较。由于各种原因可以发生电压降。在由各种原因导致的电压降当中，表达式1提供了用于假设由功率继电器120的损坏而导致的电压降的基础。也就是说，通过使用表达式1，控制器160确定存在每单位时间的电压降的量等于由损坏的功率继电器120产生的跨初始充电电阻器110的电压降的量的高可能性。可以基于iout来计算电流idc，其将在后面描述。如果在表达式1中左手侧大于右手侧，则控制器160可以确定电压降持续。例如，控制器160可以连续地将DC链路电压存储在存储单元180中，同时确定这种电压降是否持续。如果电压降持续对应于时间常数的时间段，则控制器160可以确定在功率继电器120中存在故障。控制器160可以通过将存储的参考电压与在已经经过时间常数之后测量的电压之间的差异与计算的值进行比较来确定在功率继电器120中是否存在故障。计算的值是使用输出电流和电阻计算的电压降的量，其如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备，所述设备包括：电压传感器，其被配置为测量DC链路的电压；电流传感器，其被配置为测量到逆变器级的输出电流；存储单元，其被配置为存储初始充电电阻器的电阻、电容器的时间常数和当在所述DC链路处没有电压降发生时测量的参考电压；以及控制器，其被配置为当在所述DC链路处发生所述电压降时基于在所述参考电压和在已经经过对应于所述时间常数的时间段之后测量的电压之间的差来确定在所述功率继电器中是否存在故障。

【技术特征摘要】
2017.03.06 KR 10-2017-00280931.一种用于检测逆变器的功率继电器中的故障的设备，所述设备包括：电压传感器，其被配置为测量DC链路的电压；电流传感器，其被配置为测量到逆变器级的输出电流；存储单元，其被配置为存储初始充电电阻器的电阻、电容器的时间常数和当在所述DC链路处没有电压降发生时测量的参考电压；以及控制器，其被配置为当在所述DC链路处发生所述电压降时基于在所述参考电压和在已经经过对应于所述时间常数的时间段之...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙周范，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR