马达绝缘检知方法技术

本发明专利技术公开了一种马达绝缘检知方法，其利用变频器本身的上臂开关与下臂开关进行切换，再以其产生的输出电位波形与电压波形直接显示来检测出是否有漏电流的产生，并计算出漏电阻的数值，操作十分简易，而且结构精简，并可进一步地以放大电路直接电性连接在马达与变频器之间进行讯号放大或者是利用软件进行讯号的放大，藉此，可达到对5MΩ的绝缘电阻进行检测，适用范围十分广泛。

Motor insulation inspection method

【技术实现步骤摘要】
马达绝缘检知方法
本专利技术涉及一种马达技术，特别是指一种使用变频控制的三相马达的绝缘检知方法。
技术介绍
大约有35％的马达异常发生在定子部分；而且在其中的70％是因为绝缘所造成的问题。而此等百分比使得变频器开始广泛地增加，由于IGBT(绝缘栅双极电晶体)变频器的输出具有高的dv/dt值，进而导致马达绝缘的额外压力。因此，为了避免马达绝缘的突然崩溃，因此绝缘检测系统是需要的。目前，有许多用于驱动器(如马达等)的绝缘检测的解决方法。假若驱动器在不接地系统网路操作的话，则绝缘检测系统所控制的是直流连接汇流排的电位为浮接且并未接地。这种方式是可靠的，但其应用却是仅限定在IT(不接地系统网路)。而对于TN(不对称接地系统)网路则可以使用其他方法。最普遍的方法是使用剩余电流断路器(residualcurrentcircuitbreaker的简称，RCCB)，其广泛地使用在如果因缺乏绝缘而漏电致地面以避免着火的设备中。另外，习知的技术方面可再参考如FANUC的美国专利(专利号US20150256116A1及US20150194922A1)、SANYO的美国专利(专利号US20090195205A1)、GM的美国专利(专利号US8164298B2)、以及NISSAN的美国专利(专利号US20020121902A1)；其中，FANC的美国专利都是使用电阻分压来量测电压与电流值，两者除了电流量测点不同外，专利号为US20150256116A1的文献是使用一微处理器进行数值读取与计算，且可以应用于多组变频器并联的架构，而专利号为US20150194922A1的文献则是分别使用电压量测电路与电流量测电路，来计算绝缘电阻值；日本SANYO的专利是使用电阻分压量测对地电流值，将流经电阻所得到的电压值与参考电压作比较，进而判断绝缘电阻是否过低；而美国GM的专利则是使用电阻分压量测AC输入端对地的电压值，再经过处理器计算出绝缘损耗，进而判别绝缘电阻是否过低；最后，日本NISSAN的专利是应用于电动车马达绝缘侦测，此侦测电路需额外产生一个方波讯号，针测对地的电阻与电容电压值，进而判别马达绝缘是否异常。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种马达绝缘检知方法，其不但利用变频器本身的上臂开关与下臂开关切换，再以其产生的输出电位波形与电压波形直接显示以检测出是否有漏电流的产生，并计算出漏电阻的数值，操作十分简易，而且结构精简，另外，可通过放大电路直接电性连接在马达与变频器之间进行讯号放大或者是利用软件进行讯号的放大，藉此，可达到对5MΩ的绝缘电阻进行检测，适用范围十分广泛。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：本专利技术提供的马达绝缘检知方法包括：在一马达及一用以控制该马达的变频器间，以一电流感测元件采样介于该马达与该变频间的一直流回路上的信号，并以一放大电路放大该采样的信号，其包括：在该马达处于一停止状态下，将该变频器中与该直流回路为电性连接的一上臂开关与一下臂开关，进行一反向操作的短路(ON)与开路(OFF)切换，即当该上臂开关为短路时、该下臂开关为开路，而当该上臂开关为开路时、该下臂开关为短路，据以产生一输出电压，其中，该直流回路与该上臂开关及该下臂开关系对应于该马达的同一相位；在该上臂开关及该下臂开关进行该反向操作时，分别以该电流感测元件对该直流回路为信号采样，并比对该反向操作下所采样的信号间是否存在一电位改变，当该电位改变存在时，即该马达已产生一漏电流，而可判断该马达已缺乏绝缘，而当不存在该电位改变时，则可判断该马达的绝缘存在。在较佳实施例中，该放大电路至少包括依序串接的一第一放大器模组以及一第二放大器模组，该第一放大器模组的一第一增益值由整体系统所需以及最大电流保护所界定，该第二放大器模组的一第二增益值至少为10V/mA，以提供用于检测该漏电流所需。在较佳实施例中，该放大电路还包括一滤波器，电性连接在该第一放大器模组与该第二放大器模组之间。在较佳实施例中，该滤波器为一高通滤波器。在较佳实施例中，该马达为一三相变频马达。在较佳实施例中，当该上臂开关为短路(ON)、该下臂开关切换为开路(OFF)时，该马达产生一正汇流条电压，而当该上臂开关为开路(OFF)、该下臂开关为短路(ON)时，该马达产生一负汇流条电压，通过该正汇流条电压及该负汇流条电压的结合来产生该输出电压。在较佳实施例中，该漏电流检知步骤之后还包括一讯号平均步骤，将不同时段的该漏电流的波形取其平均来达成。附图说明图1是本专利技术马达绝缘检知方法中的电路示意图。图2是本专利技术马达绝缘检知方法中的放大电路示意图。图3是本专利技术马达绝缘检知方法的实施流程示意图。图4是本专利技术马达绝缘检知方法中马达的上臂开关与下臂开关的电路示意图。图5是本专利技术马达绝缘检知方法中正汇流条电压与负汇流条电压的波形示意图。图6是本专利技术马达绝缘检知方法中产生输出电位波形与电压波形且未产生漏电阻的波形比对示意图。图7是本专利技术马达绝缘检知方法中产生输出电位波形与电压波形且产生1MΩ漏电阻的波形比对示意图。图8是本专利技术马达绝缘检知方法中产生输出电位波形与电压波形且产生2MΩ漏电阻的波形比对示意图。图9是本专利技术马达绝缘检知方法中产生输出电位波形与电压波形且产生500kΩ漏电阻的波形比对示意图。具体实施方式请参考图1及图2所示，本专利技术的电路方块示意图中，一变频器200的一控制器230电性连接一放大电路100，而各放大电路100再电性连接至变频器200的至少一上臂开关210与至少一下臂开关220，并同时电性连接至马达300。请同时参考图1、图2与图3所示，本专利技术的马达绝缘检知方法为在马达300及用以控制马达300的变频器200间，以一电流感测元件240分别采样介于马达300的U、V及W三相与变频器200间的三个直流回路上的信号，并对各采样信号分别以一放大电路100加以放大。放大电路100包括一第一放大器模组OA1、一滤波器CACpass、以及一第二放大器模组OA2；第一放大器模组OA1电性连接在变频器200与马达300之间，而第一放大器模组OA1的一第一增益值由整体系统所需以及最大电流保护所界定；滤波器CACpass为一高通滤波器，可为一电容器(但并不以此为限)，电性连接第一放大器模组OA1，以滤掉直流讯号；第二放大器模组OA2，电性连接滤波器CACpass，将滤波后的讯号进行放大，而第二放大器模组OA2的一第二增益值至少为10V/mA，以提供用于检测漏电流Ileakage的所需。在一马达300(如三相变频马达)处于一停止状态时，将与马达300电性连接的变频器200的一上臂开关210与一下臂开关220进行反向操作，亦即在上臂开关210为短路(ON)时、下臂开关220为开路(OFF)，而当上臂开关210为开路(OFF)时、下臂开关220为短路(ON)，以此循环，以产生一输出电压Vout；而所述的上臂开关210及所述的下臂开关220相对应马达300的同一相位，例如，对应马达300的相位U(三相马达的三个相位包括U、V、W)的单一一个上臂开关210以及单一一个下臂开关220进行断路与开路的切换。其中，请参考图4所示，所述的反向操作为上臂开关210切换成短路(ON)时，下臂开关220则切换成开路(OFF)；而当上臂开关21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达绝缘检知方法，在一马达及一用以控制该马达的变频器间，以一电流感测元件采样介于该马达与该变频间的一直流回路上的信号，并以一放大电路放大该采样的信号，其特征在于，它包括步骤：在该马达处于一停止状态下，该变频器中与该直流回路为电性连接的一上臂开关与一下臂开关，进行一反向操作的短路与开路切换，即当该上臂开关为短路时、该下臂开关为开路，而当该上臂开关为开路时、该下臂开关为短路，据以产生一输出电压，其中，该直流回路与该上臂开关及该下臂开关对应于该马达的同一相位；在该上臂开关及该下臂开关进行该反向操作时，分别以该电流感测元件对该直流回路为信号采样，并比对该反向操作下所采样的信号间是否存在一电位改变，当该电位改变存在时，即该马达已产生一漏电流，而可判断该马达已缺乏绝缘，而当不存在该电位改变时，则可判断该马达的绝缘存在。

【技术特征摘要】
1.一种马达绝缘检知方法，在一马达及一用以控制该马达的变频器间，以一电流感测元件采样介于该马达与该变频间的一直流回路上的信号，并以一放大电路放大该采样的信号，其特征在于，它包括步骤：在该马达处于一停止状态下，该变频器中与该直流回路为电性连接的一上臂开关与一下臂开关，进行一反向操作的短路与开路切换，即当该上臂开关为短路时、该下臂开关为开路，而当该上臂开关为开路时、该下臂开关为短路，据以产生一输出电压，其中，该直流回路与该上臂开关及该下臂开关对应于该马达的同一相位；在该上臂开关及该下臂开关进行该反向操作时，分别以该电流感测元件对该直流回路为信号采样，并比对该反向操作下所采样的信号间是否存在一电位改变，当该电位改变存在时，即该马达已产生一漏电流，而可判断该马达已缺乏绝缘，而当不存在该电位改变时，则可判断该马达的绝缘存在。2.如权利要求1所述的马达绝缘检知方法，其特征在于：所述放大电路至少包括依序串接的一第一放大器模...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克谢·阿努钦，德米特里·西贝克，亚历山大·扎尔科夫，
申请(专利权)人：大银微系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71