针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其中，所述的系统包括整流模块、三相开关电路模块和电流采样单元，该整流模块通过第一电容(C1)和第二电容(C2)与三相开关电路模块相连接，该整流模块用于将输入交流电转换为电路保护系统所需的输出直流电，该三相开关电路模块用于输出对应相的对地短路信号，完成电机控制装置短路异常判断。本发明专利技术还涉及一种相应的保护方法。采用了本发明专利技术的针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统及其方法，把短路检测和保护由工作期间提前到上电初始化期间，将被动检测改为主动预防保护，提高检测的可靠性和安全性，弥补了传统方法中检测滞后，对硬件器件冲击大的技术缺陷，且易于实现。

【技术实现步骤摘要】
针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统及其方法
本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及电力电子和变频调速
，具体是指一种针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统及其方法。
技术介绍
一般在使用电机控制器过程中，会出现接线错误，导致电机控制器三相输出对地短路的异常情况。为了保障电机控制器的安全运行，通常做法是通过控制器内部的硬件模块，实时检测电流值，当超过阀值，且持续时间超过规定时间给出故障信号，关闭三相输出。通过硬件模块检测三相电流大小来判断对地是否短路时，通常做法是，判断控制功能启动后输出的三相电流，该方法电机控制器的冲击较大，且无法及时保护电机控制器。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种可靠性高、安全性强的针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统及其方法。为了实现上述目的，本专利技术的针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统及其方法如下：该针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其主要特点是，所述的系统包括：整流模块，所述的整流模块的第一输入端接入火线L，所述的整流模块的第二输入端接入零线N，所述的整流模块用于将输入交流电转换为电路保护系统所需的输出直流电；以及三相开关电路模块，通过第一电容和第二电容与所述的整流模块相连接，用于通过控制各个三相开关管的工作状态以采集对应相电流，并与系统预设的阈值电流Ierr作比较，输出该相对地短路信号，完成电机控制装置短路异常判断。较佳地，所述的三相开关电路模块具体包括：U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极通过所述的第一电容和第二电容与所述的整流模块相连接，所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，且所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与所述的U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极之间接入所述的三相开关电路模块的U相的第一端；V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极与所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，且所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与所述的V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极之间接入所述的三相开关电路模块的V相的第一端；W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述的W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极与所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，所述的W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，且所述的W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与所述的W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极之间接入所述的三相开关电路模块的W相的第一端。较佳地，所述的系统还包括一电流采样单元，其中，所述的电流采样单元包括：第一采样电阻，所述的第一采样电阻接在所述的三相开关电路模块的输出端与所述的三相开关电路模块的U相的第一端之间；第二采样电阻，所述的第二采样电阻接在所述的三相开关电路模块的输出端与所述的三相开关电路模块的V相的第一端之间；第三采样电阻，所述的第三采样电阻接在所述的三相开关电路模块的输出端与所述的三相开关电路模块的W相的第一端之间；以及采样芯片，所述的采样芯片设置在所述的三相开关电路模块中。较佳地，所述的系统正常工作时具体进行以下处理操作：(A)控制所述的三相开关电路模块的所有上桥断开，即所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT、V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT以及W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT断开；(B)分别控制所述的三相开关电路模块的下桥逐渐导通，即所述的U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT、V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT及W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT导通，并通过所述的电流采样单元采集对应相电流；(C)判断采集到的各个所述的对应相电流是否大于所述的系统预设的阈值电流Ierr，若是，则进入以下操作(D)，否则，该相电流正常，系统不进行短路判断；(D)输出该相对地短路信号，做出系统短路判断。较佳地，所述的操作(B)具体为：(B1)逐渐增大所述的三相开关电路模块的脉宽占空比，导通所述的U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，并实时采集所述的三相开关电路模块的U相电流IU；(B2)逐渐增大所述的三相开关电路模块的脉宽占空比，导通所述的V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，并实时采集所述的三相开关电路模块的V相电流IV；(B3)逐渐增大所述的三相开关电路模块的脉宽占空比，导通所述的W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，并实时采集所述的三相开关电路模块的W相电流IW。较佳地，所述的操作(C)具体包括以下处理操作：(C1)判断所述的U相电流IU是否大于所述的阈值电流Ierr，若是，则所述的三相开关电路模块的U相的第二端接入地线PE，并输出U相对地短路信号；若否，则所述的U相电流IU正常，不进行异常信号输出；(C2)判断所述的V相电流IV是否大于所述的阈值电流Ierr，若是，则所述的三相开关电路模块的V相的第二端接入地线PE，并输出V相对地短路信号；若否，则所述的V相电流IV正常，不进行异常信号输出；(C3)判断所述的W相电流IW是否大于所述的阈值电流Ierr，若是，则所述的三相开关电路模块W相的第二端接入地线PE，并输出W相对地短路信号；若否，则所述的W相电流IW正常，不进行异常信号输出。更佳地，所述的三相开关电路模块所需的脉宽周期T和占空比大小根据所述的电路保护系统所需进行实时调整设置。该实现针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护方法，其主要特点是，所述的方法包括具体包括以下步骤：(1)电机控制装置进行上电操作，完成对地短路自检处理；(2)断开所述的三相开关电路模块的所有上桥，即所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT、V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT以及W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT断开；(3)依次逐渐增大所述的三相开关电路模块的占空比，以导通所述的U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT、V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT及W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT；(4)通过所述的电流采样单元采集对应相电流，并判断该相电流是否大于阈值电流Ierr，若是，则进入步骤(5)，若否，该相电流正常，系统不进行短路判断；(5)输出该相对地短路信号做出系统短路判断。较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：(4.1)采集所述的U相电流IU并判断是否大于所述的阈值电流Ierr，若是，则进入步骤(5.1)；(4.2)采集所述的V相电流IV并判断是否大于所述的阈值电流Ierr，若是，则进入步骤(5.2)；(4.3)采集所述的W本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其特征在于，所述的系统包括：/n整流模块，所述的整流模块的第一输入端接入火线L，所述的整流模块的第二输入端接入零线N，所述的整流模块用于将输入交流电转换为电路保护系统所需的输出直流电；以及/n三相开关电路模块，通过第一电容(C1)和第二电容(C2)与所述的整流模块相连接，用于通过控制各个三相开关管的工作状态以采集对应相电流，并与系统预设的阈值电流Ierr作比较，输出该相对地短路信号，完成电机控制装置短路异常判断。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其特征在于，所述的系统包括：
整流模块，所述的整流模块的第一输入端接入火线L，所述的整流模块的第二输入端接入零线N，所述的整流模块用于将输入交流电转换为电路保护系统所需的输出直流电；以及
三相开关电路模块，通过第一电容(C1)和第二电容(C2)与所述的整流模块相连接，用于通过控制各个三相开关管的工作状态以采集对应相电流，并与系统预设的阈值电流Ierr作比较，输出该相对地短路信号，完成电机控制装置短路异常判断。


2.根据权利要求1所述的针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其特征在于，所述的三相开关电路模块具体包括：
U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极通过所述的第一电容(C1)和第二电容(C2)与所述的整流模块相连接，所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，且所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与所述的U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极之间接入所述的三相开关电路模块的U相的第一端；
V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极与所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，且所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与所述的V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极之间接入所述的三相开关电路模块的V相的第一端；
W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述的W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极与所述的V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，所述的W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极相连接，且所述的W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极与所述的W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极之间接入所述的三相开关电路模块的W相的第一端。


3.根据权利要求1所述的针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其特征在于，所述的系统还包括一电流采样单元，其中，所述的电流采样单元包括：
第一采样电阻(R1)，所述的第一采样电阻(R1)接在所述的三相开关电路模块的输出端与所述的三相开关电路模块的U相的第一端之间；
第二采样电阻(R2)，所述的第二采样电阻(R2)接在所述的三相开关电路模块的输出端与所述的三相开关电路模块的V相的第一端之间；
第三采样电阻(R3)，所述的第三采样电阻(R3)接在所述的三相开关电路模块的输出端与所述的三相开关电路模块的W相的第一端之间；以及
采样芯片，所述的采样芯片设置在所述的三相开关电路模块中。


4.根据权利要求3所述的针对电机控制装置短路异常的预防性电路保护系统，其特征在于，所述的系统正常工作时具体进行以下处理操作：
(A)控制所述的三相开关电路模块的所有上桥断开，即所述的U相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT、V相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT以及W相上桥绝缘栅双极型晶体管IGBT断开；
(B)分别控制所述的三相开关电路模块的下桥逐渐导通，即所述的U相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT、V相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT及W相下桥绝缘栅双极型晶体管IGBT导通，并通过所述的电流采样单元采集对应相电流；
(C)判断采集到的各个所述的对应相电流是否大于所述的系统预设的阈值电流Ierr，若是，则进入以下操作(D)，否则，该相电流正常，系统不进行短路判断；
(D)输出该相对地短路信号，做出系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，纪正达，汪良辉，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，上海维宏智能技术有限公司，上海维宏自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31