用于诊断逆变器的DC 侧电容器的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于诊断DC侧电容器的设备。控制从电源提供至电机的DC电压以具有预定的电平或幅值。在DC侧电容器的电压达到预定的电压时，通过考虑电机的电阻器的电力消耗也即负载的电力消耗、电源的电力消耗以及逆变部的切换损耗来估算DC侧电容器的电容值的变化比率，并且利用所估算的比率来诊断DC侧电容器的性能退化程度。

【技术实现步骤摘要】
用于诊断逆变器的DC侧电容器的设备
本说明书涉及一种诊断电解电容器的技术，尤其涉及一种用于诊断逆变器的DC侧电容器的设备和方法。
技术介绍
一般而言，逆变器连接至三相AC商用电源以对AC输入信号进行平滑以生成DC信号。逆变器改变DC信号的频率和电压的幅值以产生期望的输出电压，由此将所产生的输出供应至电机。逆变器在工业世界中正广泛地用在能源效率以及输出控制的简化的方面中。用于对DC电力进行平滑的电解电容（下文中，称为‘DC侧电容器’）可被安装在逆变器中以将DC电力平滑成预定的电平并且积蓄或释放电能。这种DC侧电容器的性能退化是DC侧电容器的损坏的最常见原因。因此，通过确定DC侧电容器的性能退化来诊断DC侧电容器的损坏是非常重要的。图1是根据现有技术的用于诊断DC侧电容器的设备的配置图。根据现有技术的用于诊断逆变器110的DC侧电容器112的设备可以被配置为使得电阻器113和DC侧电容器112彼此并联连接。同样，接触器114可以串联连接至电阻器113。接触器114可以正常断开。电压检测器116可并联连接至DC侧电容器112。放电时间测量电路117、性能退化确定电路118以及接口119可以连接至电压检测器116。在逆变器110的一般操作期间，AC电压（或AC电源）可以利用连接至整流器111的断路器100来输入并且其频率受逆变器模块115控制的DC电压（或DC电源）可以输出至电机120。在这种状态下，在由于断开断路器100而切断电力时，可以停止逆变器模块115的操作。相应地，DC侧电容器112处于电荷储存状态。此处，在接触器114闭合时，通过电阻器113对储存的电荷进行放电。如果假定电容器112的电容是C并且电阻器113的电阻是R，则两个极之间的电压可能由于根据RC时间常量的放电而减小。电压的变化可以通过电压检测器116检测，并且传送至放电时间测量电路117。放电时间测量电路117可以从电压变化中测量放电时间并且将所测量的放电时间传送至性能退化确定电路118。性能退化确定电路118可以将放电时间与预设的参考时间进行比较。在放电时间小于参考时间时，性能退化确定电路118可以利用接口119将性能退化确定信号输出至外部。这样，现有技术的诊断设备通过利用DC侧电压来测量放电时间而测量电容的变化，并且相应地诊断电容器的性能退化。然而，现有技术需要仅用于电容器性能退化的诊断的部件，诸如电阻器113和接触器114，这些部件在一般操作中不需要。这可能造成额外的成本。
技术实现思路
因此，本详细说明的一个方案提供了一种用于诊断逆变器的DC侧电容器的设备，其能够利用安装的电机诊断逆变器的DC侧电容器的性能退化，而不需要额外的电路。为了实现这些和其他优势并且根据本说明书的目的，如在此实施并且宽泛描述的，提供了一种用于诊断具有DC侧电容器和逆变部的逆变器的DC侧电容器的性能退化的设备，所述设备包括：电流检测器，其被配置为检测供应至在所述逆变部中的电机的电流；电源，其被配置为供应DC电压；以及控制器，其被配置为控制从所述电源供应至所述电机的DC电压以具有预定的电平，其中所述控制器通过考虑所述电机的电阻器的电力消耗，也即负载的电力消耗、所述电源的电力消耗以及所述逆变部的开关损耗来估算所述DC侧电容器的电容的变化比率，以便在所述DC侧电容器的电压达到预定的电压时利用所估算的变化比率来诊断所述DC侧电容器的性能退化程度。根据一个示例性实施例，所述逆变部可以通过连接以三相全桥形式分别并联连接的多个开关器件和多个二极管来配置，并且所述控制器可以通过控制所述多个开关器件的导通和打开状态来控制从所述电源供应的DC电压以具有所述预定的电平。根据一个示例性实施例，所述逆变部可以通过连接以三相全桥形式分别并联连接的所述多个开关器件和所述多个二极管来配置。此处，第一开关器件至第三开关器件可以形成供应至所述电机的第一相电流至第三相电流的路径。所述第一开关器件可以形成上部支路，而所述第二开关器件和第三开关器件可以形成下部支路。根据一个示例性实施例，在供应至所述电机的电流以续流模式流动的情形下，在供应至所述电机的电流比参考电流降低了预定的电平时，所述控制器可以控制所述第一开关器件至第三开关器件导通。根据一个示例性实施例，在供应至所述电机的电流由于从所述DC侧电容器获得能量而升高的情形下，在供应至所述电机的电流比参考电流增加了预定的电平时，所述控制器可以控制所述第一开关器件导通并且控制所述第二开关器件和第三开关器件关断。根据一个示例性实施例，在供应至所述电机的电流由于从所述DC侧电容器获得能量而升高的情形下，在供应至所述电机的电流比参考电流增加了预定的电平时，所述控制器控制所述第一开关器件关断并且控制所述第二开关器件和第三开关器件导通。根据一个示例性实施例，所述控制器可以控制所述第四开关器件至第六开关器件关断。根据一个示例性实施例，所述DC侧电容器的电容可以通过以下等式估算：其中PR·(t2-t1)表示负载所消耗的能量，并且k表示指示所述电源和所述开关损耗的电力消耗与所述负载的电力消耗的比率的常量。根据一个示例性实施例，所述DC侧电容器的电容的变化可以通过所述DC侧电容器的性能退化后的电容与初始电容的变化比率来估算。根据一个示例性实施例，在所述变化比率低于预定的比率时所述DC侧电容器可以被诊断为故障。根据一个示例性实施例，所述控制器可以将所述电源供应的电压升高最大许可的限度从而减小所述电源和所述开关损耗的电力消耗与所述负载的电力消耗的比率。如上所述，通过利用用于对DC侧电压进行放电的电机，可以不需要诸如放电电路的任何额外电路并且可以利用当前在逆变器中测量的DC侧电压和负载电流来测量电容值的变化比率。即使测量状态在某种程度上变化同时初始测量状态变化至性能退化的状态，也可以估算电容值的变化。与现有技术相比较，这可以允许确定电容的损坏的程度而不容易受到环境的影响。根据本公开的诊断设备可以直接应用到现在售卖的商用逆变器。同样，不需要硬件变化，根据本公开的诊断设备可以以软件的升级形式应用到已经售出的逆变器。同样，根据本公开的诊断设备可以比现有技术的诊断设备更频繁地测量电容的变化。这可以提高逆变器的可靠性和效率并且可以提前防止由损坏引起的诸如对部件的损害、火灾的发生等等事故。通过下文给出的详细描述，本申请进一步的应用范围将变得更加明显。但是，应当理解的是，由于对于本领域技术人员而言，通过详细的描述，本专利技术的精神和范围内的各种变化和改进将变得显而易见，因此虽然示出了本专利技术的优选实施例，但是只是通过阐释性的方式给出了详细描述和特定的示例。附图说明为提供对本专利技术的进一步理解而包括在说明书中并作为本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，其与说明书一起说明了本专利技术的原理。在附图中：图1是根据现有技术的用于诊断DC侧电容器的设备的配置图；图2是图示出本公开所应用至的逆变器系统和根据本公开的用于诊断DC侧电容器的设备的一个示例性实施例的配置图；图3A至图3D是示出响应于诊断设备的控制器的控制的逆变器的状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诊断设备，用于诊断具有DC侧电容器和逆变部的逆变器的DC侧电容器的性能退化，所述设备包括：电流检测器，其被配置为检测供应至在所述逆变部中的电机的电流；电源，其被配置为供应DC电压；以及控制器，其被配置为控制从所述电源供应至所述电机的DC电压以具有预定的电平，其中所述控制器通过考虑所述电机的电阻器的电力消耗也即负载的电力消耗、所述电源的电力消耗以及所述逆变部的开关损耗来估算所述DC侧电容器的电容的变化比率，以便在所述DC侧电容器的电压达到预定的电压时利用所估算的变化比率来诊断所述DC侧电容器的性能退化程度。

【技术特征摘要】
2012.07.02 KR 10-2012-00717731.一种诊断设备，用于诊断具有DC侧电容器和逆变部的逆变器的DC侧电容器的性能退化，所述设备包括：电流检测器，其被配置为检测供应至在所述逆变部中的电机的电流；电源，其被配置为供应DC电压；以及控制器，其被配置为控制从所述电源供应至所述电机的DC电压以具有预定的电平，其中所述控制器通过考虑所述电机的电阻器的电力消耗也即负载的电力消耗、所述电源的电力消耗以及所述逆变部的开关损耗来估算所述DC侧电容器的电容的变化比率，以便在所述DC侧电容器的电压达到预定的电压时利用所估算的变化比率来诊断所述DC侧电容器的性能退化程度。2.根据权利要求1所述的诊断设备，其中所述逆变部通过连接以三相全桥形式并联连接的多个开关器件和多个二极管来配置，其中所述控制器通过控制所述多个开关器件的导通或关断状态来控制从所述电源供应的DC电压以具有所述预定的电平。3.根据权利要求2所述的诊断设备，其中所述逆变部通过连接以三相全桥形式并联连接的所述多个开关器件和所述多个二极管来配置，其中第一开关器件至第三开关器件形成供应至所述电机的第一相电流至第三相电流的路径，其中所述第一开关器件形成上部支路，而所述第二开关器件和第三开关器件形成下部支路。4.根据权利要求3所述的诊断设备，其中在供应至所述电机的电流以续流模式流动的情形下，在供应至所述电机的电流比参考电流降低了预定的电平时，所述控制器控制所述第一开关器件至第三开关器件导通。5.根据权利要求3所述的诊断设备，其中在供应至所述电机的电流由...

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