驱动故障保护制造技术

本技术包括用于检测电力驱动系统的电容器组中的故障的方法和系统。实施例包括：使用放电电阻器来使得电容器组中的电容器放电、形成电容器组的中性点。在不同的电容器配置中，测量中性点，并且对电压进行分析以确定是否发生了电容器组不均衡。在一些实施例中，节点为放电电阻器的放电侧与电容器组的中性侧之间的中性点对中性点节点、或者放电电阻器的放电侧与第二放电电阻器集合的放电侧之间的中性点对中性点节点。在一些实施例中，该节点为放电电阻器的放电侧与地电势之间的中性点对地节点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及电力驱动领域。更具体地，本专利技术涉及用于检测电容器组保护的驱动状况的技术。
技术介绍
各种电力系统包括用于将电能转换成机械能的电力转换系统(诸如电力驱动器和电动机)。电力驱动器包括用于对电动机的扭矩、速度、位置和/或性能进行控制的装置或装置组。该驱动器可连接至诸如电池、电力供应器、或交流(AC)发电机的电源，并且可对从电源到电动机的电力传输进行控制，该电动机将电能转换成机械能。电力驱动器通常包括与特定驱动器的功率输入线串联和/或并联连接的电容器组。传统上，电容器组提供无功功率，其减少电容器组的上流线中的电流以提高相关联的电力驱动器的电压和功率因数。提高驱动器的电压和功率因数减少了驱动器中的线路损耗，从而提高了驱动器的效率和性能。电容器组还可被配置为LCL滤波器，其用于减少来自为该驱动器供电的交流电流的谐波。电容器组经常与附加零件合作以促进驱动保护。一般地，电容器组耦接有用于保护电力驱动器的熔丝、电涌放电器和保护继电器。在电力驱动器的工作期间内，电容器组容易变得不均衡。例如，如果电容器组中的电容器单元之一出现故障，或者装有熔丝的组中发生熔断操作，则会发生不均衡的状况。这样的状况可导致剩余电容器单元上的高电压，其可对剩余电容器单元或任何相关联的组件造成损害。一些驱动器涉及对电容器组中的这种不均衡状况进行检测的不均衡检测方案。现有的方法通常适合于检测某些配置的电容器组(例如，接地和不接地系统分流电容器组中)中的不均衡状况。但是，不是所有类型的电力驱动器都使用相同类型的电容器组配置。实际上，电力驱动器用于广泛的工业应用，而且不同的应用通常使用具有不同电容器组配置的驱动器。例如，适合于相对较低功率配置的电力驱动器可使用角型连接(corner-connect)的电容器组配置。被配置用于Y型连接的电容器组的典型不均衡检测方案可能不适合于角型连接的电容器组。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及用于检测电力驱动器的电容器组中的不均衡的技术。具体地，该不均衡检测方案可适合于检测具有不同电容器组配置的不同电力驱动器中的不均衡。一些实施例包括采用一组或更多组放电电阻器，以使得电容器组放电并且形成电容器组的中性点。在不同的实施例中，该节点可为中性-中性点或中性-地点。实施例还包括测量该点处的电压，以确定电容器组的状况(例如，正常工作或不均衡)。附图说明当参考附图阅读下面的详细说明时，本专利技术的这些和其它特点、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中相同的符号表示相同的部分，其中图I是根据本技术实施例的电力驱动系统的应用的电路图；图2是用于测量在可与本技术实施例一起使用的两个Y型连接的电容器之间的中性电压或电流的典型方法的电路图；图3是表示用于测量可与本技术实施例一起使用的Y型连接的电容器组的中性点对地电压的典型方法的电路图； 图4是根据本技术实施例的表示用于测量具有Y型连接的电容器组的驱动器中的中性点对中性点电压的电路的电路图；图5是根据本技术实施例的表示当已发生电容器组不均衡时的中性-中性点的电压状况的曲线图，其中电压状况是根据图4所示的电路测量的；图6是根据本技术实施例的表示用于测量角型连接的电容器组中的中性点对地电压的电路的电路图；图7是根据本技术实施例的表示当角型连接的电容器组中已发生电容器组不均衡时的中性-地节点的电压状况的曲线图，其中电压状况是根据图6所示的电路测量的；图8是根据本技术实施例的表示用于测量角型连接的电容器组中的中性-中性电压的方法的电路图；以及图9是根据本技术实施例的表示当角型连接的电容器组中已发生电容器组不均衡时的中性-中性点的电压状况的曲线图，其中电压状况是根据图8所示的电路测量的。图10的流程图示出了用于检测驱动器的电容器中的不均衡的一个或多个实施例。具体实施例方式本专利技术总体上涉及用于检测具有不同电容器组配置的驱动器中的电容器组不均衡的技术。实施例包括用于测量驱动器电压以确定何时和/或是否已发生电容器组不均衡的系统和方法。一些实施例涉及将放电电阻器配置到电容器组以及测量电容器组处的中性点对地电压或中性点对中性点电压。放电电阻器取决于电容器组和/或驱动器的配置而安装在不同位置并且可具有不同的阻抗。转向附图，图I图示可用于各种应用的驱动系统10的例示性应用。驱动系统10 (也称为驱动器10)包括转换器12，转换器12被配置为从一个或更多个电源14接收交流电流并且将交流电流转换成被施加于直流(DC)总线16的直流电流。驱动器10还包括逆变器18，逆变器18通过直流总线16接收直流功率并且对来自直流总线16的直流功率进行转换以输出交流功率。连接到逆变器18的电动机20由经逆变器18转换的交流功率驱动。取决于驱动器10所工作的电力系统，可能需要不同类型的电力来驱动电动机20。在一个实施例中，电力驱动系统10还包括电容器组22，其被配置为过滤与直流总线16相关联的谐波。尽管示出的实施例图示了三相电压，但是应当指出，在不同的实施例中，驱动器10可适合于输入和输出不同相的电压(例如，单相电压，两相电压)。电容器组22的每个电容器26串联连接到驱动器10的相应的功率输入线24，并且与电容器组22的其它电容器26并联连接。尽管示出的实施例包括一个具有若干电容器单元26的电容器组22，但是在一些实施例中，每个驱动器10中可使用多个电容器组22。电容器组22存储来自电源14的交流功率的一部分，并且在每个循环中将所存储的能量返还给电源14。该返还的功率(也称为无功功率)降低了功率输入线24中的电流，并且提高了驱动器10的电压和功率因数。提高电压和功率因数降低了驱动器10中的线路损耗，从而提高了驱动器10的效率和性能。电容器组22还可被配置为LCL滤波器，LCL滤波器用于减少来自驱动器10的功率输入线24中的交流电流的谐波。如图I所示，在一些实施例中，电容器组22被连接在LCL滤波器配置中的两组电感器23、25之间。在驱动系统10的工作期间，电容器组22容易受线路瞬态响应或其它不期望状况的影响。因此，如果电容器组22中的电容器单元26之一出现故障，或者多个电容器组的群组中的电容器组22出现故障，则会发生不均衡状况。如果装有熔丝的组中发生熔断操作，则也会发生不均衡状况。这种不均衡状况会导致剩余电容器单元26或剩余电容器组22上的相对高的电压，这会对电容器单元26、电容器组22和/或任何相关联的组件造成损害。例如，当剩余电容器单元26经受相对高的电压时，输入谐波会显著增加使得驱动系统10可能再也无法在谐波阈值之内工作。另外，如果高电压没有立即从剩余电容器单元26降低，则会导致灾难性的驱动故障。 一些驱动器涉及用于检测电容器组中的不均衡状况的不均衡检测方案。现有的方法通常适合于检测特定配置的电容器组(例如接地和不接地Y型连接分流电容器组)中的不均衡状况。例如，如图2所示，在节点28处测量两个并联电容器组22A、22B之间的电流差或电压差，以确定是否发生了不均衡。如图3所示，典型的不均衡保护方案的另一示例涉及监控Y型连接配置中的电容器组22的中性点对地电压。由于从图3的Y型连接电容器组22的中性点30测量中性点对地电压，在正常工作状况下，中性点对地电压近似为零。当中性点对地电压不是近似为零时，确定为发生了故障。尽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖原，韦立祥，多伊尔·F·布塞，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：