接地方案识别方法技术

本公开提供了接地方案识别方法。本技术包括用于检测电气系统的接地情况以自动确定合适的电子驱动器配置的方法和系统。驱动器包括可以连接至驱动器或者从驱动器断开以测量不同的驱动电压的测试电阻器。分析测得的驱动电压，以确定驱动器待安装到其中的电气系统的接地配置的类型。实施例还包括在驱动器操作时确定接地电阻情况，如高阻接地(HRG)故障或接地电阻故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉 及电子驱动器(electrical drive)领域。更具体地，本专利技术涉及用于检测驱动器的实用AC输入接地情况的技术。
技术介绍
各种功率系统包括功率变换系统，如用于将电能变换成机械能的电驱动器(electric drive)和电动机。电驱动器包括用于控制电动机的扭矩、速度、位置和/或性能的器件或一组器件。驱动器通常连接至电源(powersource)，如电池、功率源(powersupply)或交流发电机,并且控制从电源至将电能变换成机械能的电动机的功率传输。电子驱动器可用于各种工业应用。例如，不同类型的电气系统使用电子驱动器来将功率驱动给各种类型的电动机，如AC感应电动机、伺服电动机、DC电动机等，每种类型的电动机执行不同的运动，如扭矩下的旋转或线性运动、速度或位置控制等。用于这些不同应用以及不同机械功能的系统配置也可以极大地变化。例如，不同的电气系统可以使用不同的接地配置，如直接接地(solid grounded)的Y、直接接地的Δ (也称为角接地,cornergrounded)、高阻接地(HRG)接地的Y或未接地等。电子驱动器的安装或配置通常根据系统的接地配置而不同。HRG系统涉及在系统的输入AC源的接地与中立节点之间插入电阻，使得系统可以在具有小的非破坏性接地故障电流的单个接地故障的条件下操作。通常，如在Rangarajan M. Tallam 等人的 2006 年 3 月 19 日至 23 日的 IEEE APEC文章“Failure Mode for AC Drives on High ResistanceGrounded Systems”(高阻接地系统的AC驱动器的故障模式)中讨论的，不适当地根据电气系统的接地配置来配置电子驱动器会导致不期望的驱动器故障。例如，HRG故障可以导致与电子驱动器相关联的总线中的高的电压电平以及电子驱动器部件中的高的电压应力，这可能最终导致电子驱动器或其他系统部件的故障。此外，因为特别是在较大型的电子驱动器中，难以在存在由驱动器产生的高频电子噪声的情况下测量少量的基频接地电流，所以一旦驱动器处于工作状态，则HRG故障通常难以检测。现在，认识到用于根据电气系统的接地配置来减少电子驱动器配置错误的技术可以减少这种HRG故障情况。本技术包括识别HRG系统以及HRG系统的其他属性以确定驱动器配置。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及用于检测电气系统的接地情况以自动确定合适的电子驱动器配置的技术。实施例包括用于测量驱动电压并根据测得的驱动电压确定驱动器待安装在其中的电气系统的接地配置的系统和方法。不同的实施例包括在驱动器中使用测试电阻器、开关和/或接触器来确定接地配置。实施例还包括在驱动器的操作期间识别接地电阻故障情况。附图说明在参考附图阅读以下详细描述的情况下，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点会变得更好理解，在附图中，相似的附图标记始终表示相似的部分，其中图I是根据本技术实施例的电子驱动器系统的应用的电路图；图2是根据本技术实施例的、具有用于确定电气系统的接地配置的测试电阻器的电子驱动器的电路图；图3是概述了根据本技术实施例的用于确定电气系统的接地情况的方法的流程图；图4是根据本技术实施例的表示当电气系统为Λ接地情况时的电压特性的曲线图；图5是根据本技术实施例的表示当电气系统为Y接地情况时的电压特性的曲线图； 图6是根据本技术实施例的表示当电气系统为未接地情况时的电压情况的曲线图；图7是根据本技术实施例的表示当电气系统为高阻接地(HRG)情况时的电压情况的曲线图；图8是根据本技术实施例的、具有用于确定电气系统的接地配置的开关的电子驱动器的电路图；图9是根据本技术实施例的、具有用于确定电气系统的接地配置的接触器的电子驱动器的电路图；图10是根据本技术实施例的用于识别HRG系统中的电子驱动器的接地电阻故障的时序图；图11是根据本技术实施例的用于识别为HRG配置的电子驱动器的接地电阻故障的方法的流程图；以及图12是根据本技术实施例的用于识别不是HRG配置的电子驱动器的接地电阻故障的方法的流程图。具体实施例方式本专利技术总体上涉及用于检测电气系统的接地情况以自动确定合适的电子驱动器配置的技术。实施例包括用于测量驱动电压以确定接地配置的类型的系统和方法。实施例还包括根据高阻接地情况来识别故障。转向附图，图I描绘了可用于各种电气系统中的驱动器系统10的示例性应用。驱动器系统10，也称为驱动器10，包括变换器12，变换器12被配置成从一个或更多个电源14接收AC电压并将AC电压变换成施加给DC总线16的DC电压。驱动器10还包括逆变器18，逆变器18通过DC总线16接收DC电压，并且变换来自DC总线16的DC电压，以以任意期望频率输出AC电压。连接至逆变器18的电动机20由通过逆变器18提供给电动机的AC电压驱动。取决于驱动器10在其中操作的电气系统，可能需要不同类型的电压来驱动电动机20。在一个实施例中，电子驱动器系统10还包括被配置成过滤与DC总线16相关联的谐波的总线电容器22和/或用于将由驱动器系统10产生的电气开关噪声通过寄生电容过滤到接地的普通模式电容器(22a，22b)。在某些实施例中，变换器12包括布置成集成的二极管电桥配置的闸流管24的3X2布置。还可以用可与闸流管24的3X2阵列相一致的有源控制脉冲宽度调制(PWM)整流器、整流器电桥或二极管的布置来代替变换器12。变换器12，也称为整流器12，将进入的AC电压沿着一个方向整流成DC电压，以通过DC总线16输出离散化的输出电压波形。逆变器18包括功率二极管28和晶体管26的3X2阵列，其中，每个二极管28被配置成反并联于相应的晶体管26。来自DC总线16的离散化的输出电压由晶体管26来切换，晶体管26被配置成以某个开关频率进行切换以向电动机20输出电压。虽然示出的实施例描绘了三相电压(例如，va、vb、V。)，但是应当注意，在不同的实施例中，驱动器10可以适于输入和输出不同相的电压(例如，单相电压、二相电压)。变换器12和逆变器18的配置也可以根据驱动器10的操作电压而不同。传统上，驱动器系统用在各种工业应用中，并且用于这些不同应用的电气系统通 常使用不同的接地配置，如直接接地的Y、完全角接地、HRG接地的Y或未接地等。此外，驱动器系统在全世界都有使用，而不同国家可以具有不同的电气要求和标准。由于不同国家的不同的电气要求和标准，在这些国家使用的电气系统可以具有不同的接地配置。因而，驱动器系统通常被配置成适合各种工业应用并且适合全球使用。然而，具体的驱动器系统的安装或配置通常取决于利用该驱动器系统的电气系统所使用的接地配置。在图I所示的实施例中，驱动器系统10包括多个部件，如跨接器(jumper) 30、32和电容器34，这些部件可以取决于电气系统的接地配置而被用在驱动器10中或者从驱动器10中移除。电容器34可以被配置成使驱动器所产生的对于电网的驱动电磁干扰最小化。跨接器30、32表示任意类型的开关器件或者连接器件，该开关器件或者连接器件可以被切换至闭合或被附接至驱动器10中的一定位置从而使驱动器10在该位置处接地，或者被切换至断开或被从驱动器10拆卸从而使驱动器10在该位置处未接地。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在驱动器被耦接至电气系统的情况下，测量所述驱动器中的地电势与直流总线的低侧之间的节点处的中性点对地电压，其中，所述驱动器包括功率变换器和逆变器，所述功率变换器被配置成将交流功率变换成施加给所述直流总线的直流功率，而所述逆变器被配置成对来自所述直流总线的直流功率进行变换以输出交流功率；以及基于所述中性点对地电压，确定所述电气系统的接地情况。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韦立祥，大卫·W·基尔施尼克，理查德·A·卢卡谢夫斯基，加里·L·斯基宾斯基，
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：