电动机驱动系统中的接地故障位置确定的设备和方法
【专利摘要】本申请涉及电动机驱动系统中的接地故障位置确定的设备和方法。被编程为通过网络通信消息对联网的高阻抗接地多驱动系统中的接地故障进行定位的PLC或者其他工业控制器(44)，用于自动地将联网的电动机驱动置于各种工作状态下，以隔离用于接地故障识别测试的个别驱动(56)并且选择性地将个别驱动(56)识别为可疑接地故障位置。
【专利说明】电动机驱动系统中的接地故障位置确定的设备和方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种用于对高阻抗接地电动机驱动系统中的接地故障位置进行自动 化确定的设备和方法。
【背景技术】
[0002] 在各种各样的自动化工业应用中采用多驱动系统，在该工业应用中，通常使用来 自共享的AC电源或者DC电源的电力，经由分布式电力系统来操作两个或更多个电动机驱 动。在这种电力分布配置中经常采用高阻抗接地（HRG)，以使系统部件能够在接地故障状况 期间连续工作，其中高接地阻抗被用于限制接地故障电流的量，以使得能够连续的安全系 统工作并且有利于接地故障的检测。然而，当检测到接地故障情况时，可能难以识别故障状 况的来源，尤其是在很多电动机驱动被连接到单个电源时。通常情况下，维修人员必须关闭 或者去激活共享的DC母线或者共享的AC连接上的所有的驱动，并且在通常漫长的消除故 障的处理中反复测试个体驱动，以确定哪个驱动有接地问题。在每个驱动处，在驱动被运行 时必须进行接地电流测量，这妨碍了在排错过程期间对该驱动以及其他去激活的驱动的使 用，并且还需要连接的电动机工作以进行接地故障测试，这在某些制造情况下可能是不利 的。因此，用于对接地故障源进行定位的传统技术耗时，并且就系统停机以及用于维修人员 的人力成本而言昂贵。因此，仍然需要用于电动机驱动系统中的接地故障位置确定的改进 的技术和设备。
【发明内容】
[0003] 现在，对本公开内容的一个或更多个方面进行概述以有助于基本了解公开内容， 其中，本
【发明内容】
不是公开内容的延伸的综述，并且不意图识别公开内容的某些元件，也不 意图划定本
【发明内容】
的范围。反之，本
【发明内容】
的主要目的是在下文中给出更详细的描述 之前以简要的形式给出本公开内容的各种概念。本公开内容提供了用于自动地识别多驱动 系统中的一个或更多个可疑接地故障位置的设备和方法，通过该设备和方法可以避免或移 除传统技术中的上述缺点。
[0004] 根据本公开内容的一个或更多个方面提供了用于识别可疑接地故障位置的自动 方法，其中，控制器例如可编程逻辑控制器或PLC经由通信网络连接以与多个驱动进行通 信。该方法涉及使用控制器来选择第一电动机驱动、自动地禁用未选择的驱动并且确定在 该系统条件下是否检测到接地故障。如果检测到接地故障，则所选择的驱动被识别为可疑 接地故障位置。方法还包括然后使用控制器来选择另一驱动并且以自动的方式重复处理 来单独地隔离与接地故障相关联的驱动或者单独地免除作为故障位置可疑的驱动。在这种 方式下，操作员或维修人员可以例如通过分布式控制系统的控制室或控制面板与控制器交 互，并且快速地定位接地故障问题的来源以用于进一步研究和矫正措施。此外，通过该方 法，可以通过减少系统故障时间以及减少与访问并手动测试多驱动系统中的每个电动机驱 动的场地维修人员相关联的劳动力成本来节省显著的时间和成本。此外，即使所检测的接 地故障情形的本质和范围将允许用于继续的系统用途，本公开内容的技术也有利地促进对 系统操作员的可靠的智能报告：接地故障情形存在，并且快速识别被作为维修目标或者作 为在初始诊断中涉及少量人员交互或没有人员交互的情况下的进一步的测试目标的一个 或更多个可能的位置。
[0005] 方法的某些实施方式还包括在系统主电路断路器被闭合时禁用所有的驱动并且 确定是否检测到接地故障情形，从而将系统输入或共用DC母线识别为可疑接地故障位置。 此外，某些实现包括通过设置的选择性消息来具体测试DC侧接地故障和/或测试电动机侧 接地故障以设置联网的电动机驱动及其包括的本地驱动断开开关和/或输出逆变器开关 的操作状态。此外，某些实施方式有利地提供连接的电动机的受控操作以用于确定电动机 侧故障情形是否存在，或者控制器可以将指定命令发送至电动机驱动以在零矢量状态下放 置一个或更多个逆变器开关装置以使得在所连接的电动机不旋转的情况下确定电动机侧 故障是否存在。因此，所公开的方法有利地促进了在相对于在很少的系统故障时间或没有 系统故障时间并且在最小的操作员交互的情况下检测的接地故障而自动或半自动地获得 的诊断信息的量的相对精细粒度。
[0006] 根据本公开内容的另外的方面，公开了包括用于进行接地故障位置识别方法的计 算机可执行指令的非暂态计算机可读介质。
[0007] 此外，公开了用于自动地识别多驱动系统中的可疑接地故障位置的控制器设备， 该控制器设备包括电子存储器、网络接口以及被装备成经由连接的通信网络与电动机驱动 通信的至少一个处理器。处理器被编程以在经由网络消息禁用剩余驱动的情况下自动地选 择并启用用于测试的电动机驱动中的一个电动机驱动，以及在所选择的驱动被启用的情况 下如果检测到故障则自动地将所选择的驱动识别为可疑接地故障位置，并且针对一个或更 多个其他驱动重复进行处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 下面的描述和附图详细阐述了公开内容的某些说明性实现，该描述和附图指示了 其中可以进行公开内容的各种原理的若干示例性方式。然而，示出的示例不是公开内容的 许多可能的实施方式的穷举。将在下面的详细描述中在结合附图考虑时阐述公开内容的其 他目的、优点及创新特征，在附图中：
[0009] 图1是示出了根据本公开内容的一个或更多个方面的具有可编程逻辑控制器的 联网的多驱动系统的系统图，可编程逻辑控制器经由网络连接至多个电动机驱动以用于驱 动多个电动机负载，其中控制器实现接地故障定位系统；
[0010] 图2是示出了图1的多驱动系统中的示例性电动机驱动的示意图；
[0011] 图3是示出了根据公开内容的一个或更多个方面的提供多个接地故障检测信号 的示例性接地故障检测系统的示意图；
[0012] 图4是示出了根据本公开内容的实现接地故障定位系统的示例性可编程控制器 的不意图；
[0013] 图5是示出了根据公开内容的另外的方面的用于识别多驱动系统中的可疑接地 故障位置的示例性方法的流程图；
[0014] 图6是示出了示例性共享DC母线多驱动系统的系统图；以及
[0015] 图7是示出了示例性共享AC母线多驱动系统的系统图。
【具体实施方式】
[0016] 现在，参考附图，在下文中结合附图描述若干实施方式或实现，其中，贯穿全文用 相同的附图标记表示相同的元件，并且其中，不必要按照比例绘制各种特征。
[0017] 最初，参考图1至图4,公开的实施方式提供了用于自动化接地故障位置确定的方 法和设备，该方法和设备可以用于各种分布式多驱动环境。此外，公开内容的各种概念可以 在工业控制器例如可编程逻辑控制器（PLC)或其他基于处理的控制器设备中实现以借助 于提供如本文中阐述的那样的描述的功能的任何合适的硬件、处理器执行的软件、处理器 执行的固件、可编程逻辑、模拟电路等来实现接地故障定位（GFL)系统48,并且可以使用执 行存储在系统的电子存储器中的计算机可执行指令的一个或更多个处理器元件进行操作。 图4示出了具有可以用于一个可能的实现的电子存储器92和网络接口 94连同用户接口的 PLC控制器44的示例性微处理器90。可以使用具有用于进行本文中描述的接地故障定位功 能的任何合适的存储器92,例如计算机储存器、PLC44或功率转换器控制系统（例如，控制 器80)中的存储器、⑶-ROM、软盘、闪存驱动、数据库、服务器、计算机等。此外，GFL48可以 包括可以在执行中被实现为软件和/或固件部件的一个或更多个部件、与网络50操作地、 通信地耦接以用于与也连接至网络50的电动机驱动56、处理器系统64及其他网络接口驱 动66交互和信息交换的可编程逻辑等。鉴于此，任何合适的网络技术50可以用于操作地互 连系统部件44、系统部件56、系统部件64、系统部件66等，包括但不限于以太网网络、有线 网络和/或无线网络、通用目的工业网络例如ControlNet、工业以太网网络例如Ethernet/ IP等、用于与连接至后面板的I/O模块通信的现场母线网络例如PointIO(PointBus)或者 其组合。例如，在一个非限制性示例中，GFL系统48可以在ControlLogix?.PLC控制器 44或者由洛克威尔自动化公司（RockwellAutomation,Inc.)提供的那些其他合适的控制 器中来实现。
[0018] 简要地参考图6和图7,本公开内容的方法和控制器可以连同各种不同的多驱动 系统一起使用。图6示出了共享DC母线多驱动系统2,在共享DC母线多驱动系统2中，三 相AC输入源4通过三相开关或断路器6连接至变压器8,高阻抗接地电阻器RG将变压器次 级中性点的"N"使用已知的高阻抗接地技术例如电阻器连接至地以将接地故障电流限制到 大约1安至10安，从而使得系统即使在系统2中发生一个或更多个接地故障情形时也能够 操作。变压器8的次级通过三相断路器10连接至提供共用DC输出母线14以驱动许多逆 变器（inverter) 18的共享或共用整流器12的输入。在这种情况下，驱动中的每个驱动包 括提供三相可变频率、可变幅值AC输出以驱动连接的AC电动机负载20的逆变器18,并且 每个驱动还包括断开从共享DC母线14的逆变器输入的本地电源断开开关16。图7示出了 其中AC输入24将三相AC电源经由断电器26提供至变压器28的共享AC系统22,变压器 28的次级中性点经由电阻器RG接地，并且变压器28的输出提供共享三相AC母线32,在变 压器次级的输出处选择地设置系统断电器30。在这种情况下，多个驱动连接至共享AC母 线32,并且单独地包括在共享AC母线32与本地整流阶段36之间连接的本地驱动断开开关 34。如所示出的那样，整流器36将DC母线作为输入提供至本地逆变器38,逆变器38反之 提供三相输出以驱动连接的AC电动机负载40。图6和图7中注意的是，接地故障可以发生 在系统2、系统22中的各个点处。例如，接地故障可以发生在图6中的变压器8处或者图7 中的变压器28的次级处。可替选地或组合地，接地故障可以发生在系统2或系统22的驱动 逆变器18、驱动逆变器38的电动机侧。此外，接地故障情形可能位于电动机驱动的DC侧， 包括沿着图6中的共享DC母线，或者位于图6中的本地逆变器输入处。同样，DC侧故障可 以发生在图7中的驱动的整流器36中。因此，如图6和图7中所见，手动地诊断系统2或 系统22中的检测的接地故障情形是耗时且劳动密集的，特别是在涉及大系统中。
[0019] 再次参考图1至图4,本公开内容有利地提供自动诊断技术及控制器44,自动诊断 技术及控制器44特别是与传统的接地故障位置方法相比可以在限制系统故障时间及人力 的同时轻易地识别一个或更多个接地故障的位置。图1示出了多驱动系统42,其包括连接 至以太网或ControlNet网络50的可编程逻辑控制器或PLC44、以及驱动关联的AC电动机 负载58的多个电动机驱动56,其中驱动56各自连接至关联的AC源52或DC源54。此外， 如所示出的那样，若干驱动56可以从共享AC源52或共享DC源54供能，并且不同的驱动 56可以由多种不同的技术或配置中的单独的源52、源54来供能，其中，本公开内容的各种 概念不限于任何特定电源分布架构。
[0020] 在系统中的各个点处可以设置各种传感器60以测量在附图中被指示为Vng的一 个或更多个中性点接地电压，并且可以使用适用于检测接地故障的出现的硬件低通滤波器 (LPF) 62来对传感器输出进行选择滤波。在不出的不例中，低通滤波器62的输出可以例 如通过合适的模拟数字（A/D)转换电路和处理器执行的编程被提供至实现接地故障检测 (GFD)的系统46的处理器系统64,以生成用于通过网络50提供至控制器44的指示由传感 器60中的一个传感器检测到接地故障的一个或更多个信号或值或消息。此外，一个或更多 个电动机驱动56可以内部地提供一个或更多个传感器60,其用于测量中性点接地电压或 其他操作参数、并且生成用于经由网络50提供至控制器44的指示在对应的电动机驱动56 处或对应的电动机驱动56附近检测到接地故障的合适的接地故障检测信号或消息。此外， 如图1中所见，PLC44还可以实现接地故障检测系统46,用于基于从指示发生了接地故障 的传感器60接收的指示中性点接地电压Vng中的一个中性点接地电压Vng的值的消息，内 部生成指示发生了接地故障的标记或值或者其他状态指示器。例如，A/D转换器和网络接 口部件66可以接收一个或更多个低通滤波器62的输出并且将指示所接收的信号的值的一 个或更多个网络消息通过网络50提供至控制器44，PLC控制器44的接地故障检测系统46 可以通过其确定所接收的值是否指示系统42中的接地故障情形的存在。
[0021] 图2示出了从AC源52通过本地驱动断开开关68接收AC输入电源的示例性电动 机驱动56的另外的细节，其中，本示例中的驱动56包括输入滤波器电感器LF70以及包括 通过母线电容器C提供DC母线电压的二极管Dl至二极管D6。DC母线电压被提提供作为 到逆变器级76的输入，逆变器级76包括根据来自驱动控制器80的开关控制信号77操作 的有源开关装置Sl至有源开关装置S6。此外，本示例中的PLC44提供控制信号69操作本 地驱动断开开关68或者这可以手动地操作,PLC44选择地自动促进这样的手动操作。驱动 控制器80可以是提供如本文中所阐述的那样的功能的任何合适的硬件、处理器执行的软 件、处理器执行的固件、可编程逻辑、模拟电路等，并且可以使用执行存储在驱动56的电子 存储器中的计算机可执行指令的一个或更多个处理器元件进行操作。在其他实施方式中， 例如，有源前端整流器74可以用于根据来自驱动控制器80的合适的整流器开关控制信号 (未示出）实现用于功率因子校正和/或恢复驱动操作的有源前端控制。此外，替选实施方 式可以使用电流源整流器74和电流源逆变器76,并且包括可以省略电容器C的一个或更多 个DC链路扼流圈。如所示出的那样，逆变器级76提供具有受控频率和受控幅值的AC输出 以便开关控制信号77来驱动电动机负载58。
[0022] 此外，驱动控制器80操作地连接至网络50以便与网络50上的PLC44及其他装置 交换控制命令、数据及其他信息。特别地，驱动控制器80用于接收来自PLC44的命令并且 相应地改变驱动56的操作，包括提供逆变器开关控制信号77和/或经由控制信号69的本 地驱动断开开关68的操作状态的控制。在这种方式下，PLC44可以实现接地故障定位系 统48,接地故障定位系统48将各种网络消息发送至特定驱动控制器80以将各个电动机56 选择性地布置为不同的操作状态并且从而提供智能故障诊断以识别多驱动系统中的可疑 接地故障位置。非限制性示例包括PLC44通过下述发送一个或更多个网络消息以释放逆 变器76的能力：指示驱动控制器80关断所有的开关装置Sl至开关装置S6,或者根据给定 的频率命令操作逆变器开关Sl至逆变器开关S6以旋转电动机负载58,或者指示驱动控制 器80接通指定的逆变器开关Sl至逆变器开关S6,例如，以实现其中所有的上部开关Sl至 开关S3接通同时下部开关S4至开关S6关断或反之亦然的零矢量开关状态，以便在不旋转 电动机负载58的情况下提供测试条件。此外，PLC44可以使用网络消息来指示驱动控制 器80将本地驱动断开开关68放置在期望的状态中，或者断开或者闭合以便实现如本文中 所描述的那样的接地故障定位系统功能。此外，所示出的驱动控制器80被编程以实现与已 知的那样的电动机驱动56的操作相关联的各种电动机控制功能。
[0023] 如之前所注意的那样，传感器设备60可以设置在各个位置以测量中性点接地或 其他电压或者与驱动56的操作相关联的操作参数以及多驱动系统中的其他位置。例如，如 图2中所示，传感器60被操作地连接以测量与AC源52相关联的中性点接地电压Vng_s，例 如在一个示例中接地电阻器RG两端的电压，并且将传感器信号作为输入提供至可选择的 低通滤波器62。滤波器输出将输入提供至AC/D和网络接口部件66,AC/D和网络接口部件 66反之将值通过网络50提供至PLC44。此外，线中性感测电阻器72从滤波器电感器70与 整流器74之间的整流器输入端子连接，整流器中性点电压Vng_r由将信号通过另一低通滤 波器62提供至A/D和网络接口部件66的另一传感器60来测量。此外，在本示例中，正极 DC母线感测电阻器RP和负极DC母线感测电阻器RN通过与电容器C并联的DC母线彼此串 联连接，并且具有基本上相等的阻抗值以提供由对应的传感器60及关联的低通滤波器62 感测的DC中点电压Vng_DC。图2的示例还包括如所示出的那样连接的输出中性点电压感 测电阻器78以允许由逆变器中性点接地电压Vng_inv的传感器60的测量。
[0024] 图2中示出的一个或更多个传感器60和/或低通滤波器62可以集成在对应的电 动机驱动56中或者可以是单独的部件。此外，在被设置时，部件66可以直接从传感器60 和/或从任何设置的中间低通滤波器62接收模拟信号，并且可以相应地将对应的数字值提 供至PLC44。在这种情况下，PLC44可以实现接地故障检测系统46,接地故障检测系统46 基于根据任何合适的接地故障识别或者接地故障检测技术或算法接收的值中的一个值确 定接地故障情形是否是可疑的。此外，如图2中进一步所示，处理器系统64可以直接接收 来自传感器60和/或来自关联的低通滤波器62的模拟测量信号，并且可以实现板上接地 故障检测系统46,处理器系统64将经由网络消息的接地故障检测指示经由网络50提供至 PLC44。此外，接地故障检测系统46还可以由驱动控制器80来实现，控制器80从传感器 60和/或从任何关联的低通滤波器62接收信号并且将包括检测的接地故障情形的指示的 网络消息通过网络50提供至PLC44。
[0025] 如图3中所示，示出了可以在PLC44、单独的处理器系统64和/或驱动控制器80 或电动机驱动56中的其他基于处理器的系统实现的接地故障检测（GFD)系统46的一个可 能的实现。可以存在也可以使用的其他类似的接地故障位置识别方法，其中，所示出的示例 仅是一个可能的实现。如图3中所见，示例性接地故障检测系统46分别包括高通滤波器部 件80和低通滤波器部件82,在一种情况下实现对应的接通频率和截止频率，外部低通滤波 器62具有较高的截止频率。在2013年8月22日公布的Wei等人的待决美国专利申请公布 第2003/0218491Al号中示出并描述了针对接地故障检测系统46的一个合适的板上示例， 该申请被转让给本公开的受让人，其全部内容通过参引如在本文中全面阐述地那样并入本 文中。此外,在示出的非限制性示例中，GFD系统46提供了AC系统接地故障指示81以及 系统和逆变器接地故障指示87和/或DC系统接地故障指示83,其中，输出指示81、输出指 示83和输出指示87可以是任何形式的模拟信号、数字消息等。除了滤波器80和滤波器82 之外，GFD系统46包括积分器部件84以及与积分器84串联的具有大约IHz的接通频率的 另一高通滤波器86,以对系统和逆变器提供接地故障指示87。接地故障检测系统46的部 件80、部件82、部件84和部件86可以使用提供如本文中阐述的那样的所描述的接地故障 检测功能的任何适合的硬件、处理器执行软件、处理器执行的固件、可编程逻辑、模拟电路 等来实现，并且可以使用执行存储在电子存储器中的计算机可执行指令的一个或更多个处 理器元件操作。
[0026] 如图2和图4中最好地所示，接地故障定位系统48基于根据从各种接地故障检测 系统46接收的接地故障检测指示98的操作的接地故障定位模式中的系统的各种驱动及 其他部件的操作，提供指示给定多驱动系统中的一个或更多个可疑接地故障位置的输出49 例如网络消息或者其他信号或值。鉴于这一点，接地故障检测指示98可以是任何适合形式 的模拟信号、数字消息等。如图4中所见，PLC44包括处理器90和关联的电子存储器92， 处理器90与存储器92以及网络接口部件94和用户接口部件96操作地耦接。如已知的那 样，PLC44可以是任何合适的类型的工业控制设备，例如包括连接至用于I/O与网络、包括 工业网络50例如ControlNet的连接的共用后面板母线的一个或更多个模块。此外，如图 4中示意性的所示，接地故障定位系统48由PLC44中的合适的编程指令（例如，在一个示 例中作为程序指令存储在存储器92中）来配置，GFL系统48通过合适的编程指令将驱动 命令99发送至一个或更多个联网的电动机驱动56,并且接收来自一个或更多个驱动56和 /或来自实现接地故障检测系统46的单独的处理器系统64和/或来自在PLC44中实现的 接地故障检测系统46的接地故障检测指示98,以基于接收的接地中性点电压消息47 (例 如，来自如上所述的A/D和网络接口部件66)内部地提供检测指示98。
[0027] 图5示出了用于识别多驱动系统中的可疑接地故障位置的示例性方法100的流程 图，其中，图4中的PLC44的处理器90可以大体上根据某些非限制实施方式中的图5的处 理100来实现接地故障定位系统48。虽然下面以一系列活动或事件的形式示出并描述了处 理100,但是本公开内容的各种方法不受所示出的这样的活动或事件的顺序限制。鉴于这一 点，除非在下文中具体设置，一些活动或事件可以以不同的顺序和/或与当前根据公开内 容的本文中所描述并示出的那些活动或事件之外的其他活动或事件同时地发生。此外，不 需要所有的示出的步骤来实现根据本公开内容的处理或方法，并且可以组合一个或更多个 这样的活动。公开内容的示出的方法100和其他方法可以在硬件、处理器执行的软件、处理 器执行的固件、可编程逻辑及其组合例如示例性PLC44中实现，并且可以以存储在有形、 非暂态计算机可读介质例如与图4的示例中的处理器90操作地关联的电子存储器92中的 计算机可执行指令的形式实施。此外，虽然示出了在PLC44中实现，但是具有到多个电动 机驱动56的直接或间接地互连以提供命令99并且可以直接或间接地从各种源接收接地故 障检测指示98的任何适合的基于处理器的系统可以用于实现GFL系统48,其中，本公开内 容的各种概念不限于可编程逻辑控制器或任何特定主机系统中的实现。
[0028] 如图5中所见，处理100可以在任何合适的时间例如在系统启动（101)时进行。同 样，在正常操作102期间的任何合适的时间，可以基于104中的故障的检测开始故障定位识 别处理100。在操作的接地故障定位模式中，在一个实施方式中示出的PLC44在106中发 送合适的网络消息（例如，上面的图4中的驱动命令99)以在逆变器开关（例如，IGBT)关 闭的情况下将所有的驱动设置到待命模式。此外，PLC44在108中发送合适的网络命令或 消息以打开本地驱动断开开关68(例如，上面图2中的本地驱动断开开关68)。例如，PLC 44可以在106或108中将一个或更多个命令或消息99作为单个广播消息或作为单独的消 息发送至电动机驱动56中的指定的电动机驱动以使本地驱动控制器80 (图2)关断对应的 逆变器76的所有关联的开关装置并且/或者断开或闭合本地驱动断开开关68。此外，某 些实施方式中的PLC44可以被编程以通过网络50发送命令或消息来在图5中的110中操 作系统主电路断路器（例如，关闭图6和图7中的系统主电路断路器6、系统主电路断路器 10、系统主电路断路器26和/或系统主电路断路器30)，或者这可以手动完成。从正常操 作102切换以开始接地故障定位操作可以完全自动化或半自动化，或者可以例如由维系人 员和与PLC44相关联的用户接口 96的交互被用户启动（initiate)。在一个非限制性实施 方式中，PLC44可以确定检测到故障（图5的104中为是），并且请求确认接地故障定位测 试模式应当被启动，并且等待来自用户接口 96的确认信号或消息。
[0029] 在106中使用处于待命模式（开关Sl至开关S6闭合）的所有的驱动56,本地驱动 断开开关在108中被打开，并且一个或更多个主电路断路器在110中闭合，PLC使得在112 中确定是否检测到接地故障（例如，基于来自图4中的驱动56、处理利器系统64和/或来 自内部实现的接地故障检测系统46的接地故障检测指示98)。如果检测到接地故障（112 中为是），则PLC在114中将系统输入或共用DC母线识别为可疑接地故障位置。在某些实 施方式中，PLC44例如通过将包括可疑故障位置的消息发送至与网络50操作地关联的一 个或更多个控制部件和/或经由用户接口 96 (图4)提供可疑接地故障位置的指示，在114 中发出可疑接地故障位置信号或消息49。
[0030] 下面是114中的系统输入或共用DC母线故障的指示，或者如果未检测到故障（在 112中为否），则处理100在116中继续，其中，控制器44选择用于测试或分析的电动机驱 动56中的单个驱动，其中，选择可以基于任何适合的顺序或者可以基于操作员输入（例如， 经由图4的用户接口 96)。在这一点，在单个选择的驱动56被隔离以用于评估的情况下， PLC44启用所选择的驱动56并且在120和126中确定是否检测到接地故障，并且在启用所 选择的驱动并禁用所有未选择的驱动的情况下如果检测到故障则将所选择的驱动选择性 地识别为接地故障的可疑位置。在一个可能的实现中，PLC44在图5的118中发送至少一 个命令或消息（例如，图4中的驱动命令99)来闭合所选择的驱动56的本地驱动断开开关 68,同时所有的剩余（未选择的）电动机驱动56保持禁用，其本地断开开关在上面的106 和108中被预先打开。在120中确定在该情形下是否检测到故障（例如，基于接地故障情 形的任何接收的指示98)，并且如果检测到接地故障（120中为是），则PLC在图5的122中 选择性地识别所选择的电动机驱动56的DC侧接地故障。
[0031] 如果在选择的驱动处于待命模式时未检测到故障，并且本地驱动断开开关闭合 (120中为否），则在124中PLC44使用合适的网络消息来启用所选择的驱动。在某些实施 方式中，在124中启用选择的驱动涉及激活一个或更多个逆变器开关装置Sl至S6,并且可 以在一个实施方式中完成以使得连接的电动机58旋转，或者可替选地按照使得连接的电 动机58不旋转的方式来完成（例如，由本地驱动控制器80使用零矢量开关命令信号77)。
[0032] 在一个非限制性实施方式中，在124中PLC44发送至少一个命令或消息99以使 所选择的驱动56接通至少一个逆变器开关装置Sl至S6,从而使所选择的驱动56例如通 过向驱动56发送特定电动机速度命令消息99来旋转所连接的驱动58。这使得控制器58 生成适合的脉冲宽度调制开关控制信号77以便根据标准电动机驱动逆变器控制操作原理 例如以闭环的形式将电动机58驱动到指定速度。在124的另一可能实施方式中，PLC44将 合适的命令输入99发送至所选择的驱动56以在预定时间内（例如在一个示例中大约5秒 至10秒）将驱动电动机58从停止加速到指定的速度。还要注意的是，所示出的接地故障 检测系统46 (图3)提供多个接地故障检测指示输出81、83和/或87,在PLC44中实现的 接地故障定位系统48可以在124中在与选择的电动机驱动56相关联的电动机负载58的 操作期间将系统和逆变器接地故障指示87有利地用作相关联的逆变器接地故障情形的测 试指示。
[0033] 在另一可能的实施方式中，在124中PLC44将至少一个命令或消息99发送至选 择的驱动56以在防止连接的电动机58旋转的同时接通至少一个逆变器开关Sl至S6。例 如，在124中预定消息99可以被发送至选择的驱动56以由选择的驱动控制器80开始提供 "零矢量"开关模式，从而例如在关断下部的开关S4至S6的同时接通三个上部的开关Sl至 S3。或者，不同的零矢量模式可以由选择的驱动控制器80使用，以例如在接通下部的开关 S4至S6的同时断开上部的开关Sl至S3。在这种方式下，驱动电动机58或逆变器输出电 连接至DC母线以便于确定是否存在电动机侧接地故障情形，同时有利地防止驱动电动机 58旋转，这可以用于期望在故障诊断期间防止电动机旋转的工业环境。
[0034] 在124中启用选择的驱动的情形下，在图5的126中PLC44确定是否检测到接地 故障情形。如果检测到接地故障（在126中为是），则在128中控制器44选择性地识别在 选择的电动机驱动56处的电动机侧接地故障，否则（在126中为否），在130中排除选择的 驱动疑是接地故障情形的位置的嫌疑。
[0035] 此后，在132中确定是否针对接地故障评估了所有的驱动56。如果针对接地故障 评估了所有的驱动56 (在132中为是），则接地故障定位处理100在134中完成，并且PLC 44可以在102和104处将多驱动系统返回至正常操作，并且以用户接口指示和/或网络消 息49的形式提供可疑接地故障位置。否则（在132中为否），在136中断开选择的驱动56 的本地驱动断开开关68并且禁用选择的驱动56,并且在138中PLC44选择用于评估的下 一个驱动56。然后，PLC44返回以重复处理100,以便如上所述在118至132中选择性地 识别一个或更多个可疑接地故障位置或者排除另外的电动机驱动56的嫌疑。注意的是，从 106至138中的处理可以使用任何合适的处理器实现系统48 (例如所示出并描述的PLC配 置）以整体自动化方式来实施。可替选地或组合地，一个或更多个步骤可以是用户提示的， 即某些用户输入或决定被用于处理100。因此，实现了可以快速识别一个或更多个可疑接地 故障位置的完全自动化或半自动化接地故障定位处理，其中PLC44启动可疑接地故障位 置报告或消息49以向操作员指示：（1)已经检测到一个或更多个接地故障以及（2)提供一 个或更多个可疑位置的列表。这进而可以由操作员或网络控制部件使用以请求和/或调度 预防性维护或启动或采取其他维修措施，其中，维修人员可以直接进行可疑位置的测试和 评估并且避免对多驱动系统中的每个驱动的穷尽性测试。
[0036] 上面的示例仅是本公开内容的各个方面的若干可能的实施方式的示例，其中，本 领域普通技术人员在阅读并理解本说明书及附图时可以作出等同替代和/或修改。特别是 对于由上述部件（组件、装置、系统、电路等）执行的各种功能来说，除非特别指出，用于描 述这样的部件的术语（包括对"手段（means)"的引用）与执行所描述的部件的特定功能 (例如，功能性等同）的任何部件（例如硬件、处理器执行的软件或其组合）对应，即使在结 构上不等同于实现在本公开内容所示出的实施方式中的功能的被公开结构。此外，虽然公 开内容的特定特征被披露为若干实施方式中的一种实施方式，但是这样的特征可以根据需 要和针对任何给定或特定应用的优点而与其他实施方式中的一个或更多个其他特征进行 组合。同样，对于在【具体实施方式】部分和/或权利要求中使用的术语"包括（including)"、 "包括（includes)"，具有（having)"，具有（has)"、"具有（with) "或其变体，这样的术语 表示与术语"包括（comprising) "类似的方式而包括在内。
[0037] 本公开内容还提供了如下技术方案：
[0038] 1. -种用于识别高阻抗接地多驱动系统中的可疑接地故障位置的自动化方法，所 述方法包括：
[0039] (i)使用具有至少一个处理器的控制器，选择多个电动机驱动中的第一电动机驱 动作为用于测试的单个选择的电动机驱动，其中所述处理器用于经由通信网络与多个电动 机驱动进行通信；
[0040] (ii)使用所述控制器来禁用所述多个电动机驱动中所有未被选择的电动机驱 动；
[0041] (iii)使用所述控制器来启用所述单个选择的电动机驱动；
[0042] (iv)使用所述控制器来确定在所述单个选择的电动机驱动被启用并且所述多个 电动机驱动中所有未被选择的电动机驱动被禁用时是否检测到接地故障；
[0043] (V)使用所述控制器在所述单个选择的电动机驱动被启用并且所有未被选择的电 动机驱动被禁用时检测到接地故障的情形下，将所述单个选择的电动机驱动选择性地识别 为可疑接地故障位置；以及
[0044] (Vi)使用所述控制器来选择所述多个电动机驱动中的用于测试的至少一个仍然 未经测试的电动机驱动，并且重复步骤（ii)至（V)以选择性地识别一个或更多个可疑接地 故障位置或者使所述多个电动机驱动中的其他电动机驱动免于被怀疑为接地故障位置。
[0045] 2?根据1所述的方法，还包括：
[0046] (Vii)使用所述控制器来禁用所述多个电动机驱动中的所有电动机驱动：
[0047] (Viii)闭合系统主电路断路器；
[0048] (ix)使用所述控制器来确定在所述多个电动机驱动中的所有电动机驱动被禁用 并且所述系统主电路断路器被闭合时是否检测到接地故障；以及
[0049] (X)使用所述控制器在所述多个电动机驱动中的所有电动机驱动被禁用并且所述 系统主电路断路器被闭合时检测到接地故障的情形下，将系统输入或者共用DC母线选择 性地识别为可疑接地故障位置。
[0050] 3.根据2所述的方法，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动以及（iv)在 所述单个选择的电动机驱动被启用时确定是否检测到接地故障包括：
[0051] 通过下述来测试DC侧接地故障：
[0052] (a)从所述控制器发送至少一个命令或者消息，以在关断所述单个选择的电动机 驱动的所有逆变器开关装置时使所述单个选择的电动机驱动闭合关联的本地驱动断路开 关，从而将所述单个选择的电动机驱动连接到输入电源；
[0053] (b)使用所述控制器来确定在所述关联的本地驱动断路开关被闭合并且所述单个 选择的电动机驱动的所有逆变器开关装置被关断时是否检测到接地故障；以及
[0054] (C)使用所述控制器在所述关联的本地驱动断路开关被闭合并且所述单个选择的 电动机驱动的所有逆变器开关装置被关断时检测到接地故障的情形下，将在所述单个选择 的电动机驱动处的DC侧接地故障识别为可以接地故障位置。
[0055] 4.根据3所述的方法，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动以及（iv)确 定在所述单个选择的电动机驱动被启用时是否检测到接地故障还包括：
[0056] 通过下述来测试电动机侧接地故障：
[0057] (d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息，以在所述关联的本地驱动断路开 关被闭合时使所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆 变器开关装置；
[0058] (e)使用所述控制器来确定在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的 至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时是否检测到 接地故障；以及
[0059] (f)使用所述控制器在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的至少一 个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时检测到接地故障的 情形下，将在所述单个选择的电动机驱动处的电动机侧接地故障选择性地识别为可疑接地 故障位置。
[0060] 5.根据4所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所 述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置包 括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所述单个选择的电动机驱动旋转所连接 的电动机。
[0061] 6.根据4所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所 述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置包 括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以便在防止连接的电动机旋转的同时使所述 单个选择的电动机驱动接通至少一个逆变器开关装置。
[0062] 7.根据2所述的方法，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动以及（iv)确 定在所述单个选择的电动机驱动被启用时是否检测到接地故障，包括：
[0063] 通过下述来测试电动机侧接地故障：
[0064] (d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以在关联的本地驱动断路开关被闭 合时使所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开 关装置；
[0065] (e)使用所述控制器来确定在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的 至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时是否检测到 接地故障；以及
[0066] (f)使用所述控制器在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的至少一 个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时检测到接地故障的 情形下，将在所述单个选择的电动机驱动处的电动机侧接地故障选择性地识别为可疑接地 故障位置。
[0067] 8.根据7所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所 述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置包 括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所述单个选择的电动机驱动旋转所连接 的电动机。
[0068] 9.根据7所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所 述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置包 括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所述单个选择的电动机驱动接通至少一 个逆变器开关装置，同时防止连接的电动机旋转。
[0069] 10.根据1所述的方法，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动以及（iv)在 所述单个选择的电动机驱动被启用时确定是否检测到接地故障包括：
[0070] 通过下述来测试DC侧接地故障：
[0071] (a)从所述控制器发送至少一个命令或者消息，以在关断所述单个选择的电动机 驱动的所有逆变器开关装置时使所述单个选择的电动机驱动闭合关联的本地驱动断路开 关，从而将所述单个选择的电动机驱动连接到输入电源；
[0072] (b)使用所述控制器来确定在所述关联的本地驱动断路开关被闭合并且所述单个 选择的电动机驱动的所有逆变器开关装置被关断时是否检测到接地故障；以及
[0073] (C)使用所述控制器在所述关联的本地驱动断路开关被闭合并且所述单个选择的 电动机驱动的所有逆变器开关装置被关断时检测到接地故障的情形下，将在所述单个选择 的电动机驱动处的DC侧接地故障选择性地识别为可疑接地故障位置。
[0074] 11.根据10所述的方法，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动以及（iv) 确定在所述单个选择的电动机驱动被启用时是否检测到接地故障还包括：
[0075] 通过下述来测试电动机侧接地故障：
[0076] (d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息，以在所述关联的本地驱动断路开 关被闭合时使所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆 变器开关装置；
[0077] (e)使用所述控制器来确定在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的 至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时是否检测到 接地故障；以及
[0078] (f)使用所述控制器在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的至少一 个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时检测到接地故障的 情形下，将在所述单个选择的电动机驱动处的电动机侧接地故障选择性地识别为可以接地 故障位置。
[0079] 12.根据11所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使 所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置 包括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所述单个选择的电动机驱动旋转连接 的电动机。
[0080] 13.根据11所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使 所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置 包括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以在防止连接的电动机旋转的同时使所述 单个选择的电动机驱动接通至少一个逆变器开关装置。
[0081] 14.根据1所述的方法，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动以及（iv)确 定在所述单个选择的电动机驱动被启用时是否检测到接地故障包括：
[0082] 通过下述来测试电动机侧接地故障：
[0083] (d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以在关联的本地驱动断路开关被闭 合时使所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开 关装置；
[0084] (e)使用所述控制器来确定在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的 至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时是否检测到 接地故障；以及
[0085] (f)使用所述控制器在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的至少一 个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时检测到接地故障的 情形下，将在所述单个选择的电动机驱动处的电动机侧接地故障选择性地识别为可疑接地 故障位置。
[0086] 15.根据14所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使 所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置 包括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所述单个选择的电动机驱动旋转连接 的电动机。
[0087] 16.根据14所述的方法，其中，（d)从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使 所述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置 包括，从所述控制器发送至少一个命令或者消息以使所述单个选择的电动机驱动接通至少 一个逆变器开关装置，同时防止连接的电动机旋转。
[0088] 17.-种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执行指令用于 自动地识别高阻抗接地多驱动系统中的可疑接地故障位置，所述计算机可读介质包括用于 下述的计算机可执行指令：
[0089] (i)自动地选择多个电动机驱动中的第一电动机驱动作为用于测试的单个选择的 电动机驱动；
[0090] (ii)自动地发送至少一个网络消息以禁用所述多个电动机驱动中所有未被选择 的电动机驱动；
[0091] (iii)自动地发送至少一个网络消息以启用所述单个选择的电动机驱动；
[0092] (iv)自动地确定在所述单个选择的电动机驱动被启用并且所有未被选择的电动 机驱动被禁用时是否检测到接地故障；
[0093] (V)如果在所述单个选择的电动机驱动被启用并且所有未被选择的所述电动机驱 动被禁用时检测到接地故障，则自动地将所述单个选择的电动机驱动识别为可疑接地故障 位置；以及
[0094](Vi)自动地选择所述多个电动机驱动中用于测试的至少一个仍然未经测试的电 动机驱动，并且自动地重复步骤（ii)至（V)以选择性地识别一个或更多个可以接地故障位 置或者使所述多个电动机驱动中的其他电动机驱动免于被怀疑为接地故障位置。
[0095] 18. -种用于自动地识别高阻抗接地多驱动系统中的可疑接地故障位置的控制 器，所述控制器包括：
[0096] 电子存储器；
[0097] 网络接口，所述网络接口用于经由连接的通信网络来提供所述控制器与多个电动 机驱动之间的电子通信；以及
[0098] 至少一个处理器，所述至少一个处理器电耦接至所述电子存储器并且电耦接至所 述网络接口，所述至少一个处理器被编程为：
[0099] (i)自动地选择与所述通信网络耦接的多个电动机驱动中的第一电动机驱动作为 用于测试的单个选择的电动机驱动；
[0100] (ii)使用网络消息来自动地禁用所述多个电动机驱动中所有未被选择的电动机 驱动；
[0101] (iii)使用网络消息来自动地启用所述单个选择的电动机驱动；
[0102] (iv)自动地确定在所述单个选择的电动机驱动被启用并且所有未被选择的电动 机驱动被禁用时是否检测到接地故障；
[0103] (V)如果在所述单个选择的电动机驱动被启用并且所有未被选择的所述电动机驱 动被禁用时检测到接地故障，则自动地将所述单个选择的电动机驱动识别为可疑接地故障 位置；以及
[0104] (Vi)自动地选择所述多个电动机驱动中用于测试的至少一个仍然未经测试的电 动机驱动，并且重复步骤（ii)至（V)以选择性地识别一个或更多个可疑接地故障位置或者 使所述多个电动机驱动中的其他电动机驱动免于被怀疑为接地故障位置。
[0105] 19.根据18所述的控制器，其中，所述至少一个处理器被编程为：
[0106]自动地禁用所述多个电动机驱动中的所有电动机驱动：
[0107]自动地确定在所述多个电动机驱动中的所有电动机驱动被禁用并且系统主电路 断路器被闭合时是否检测到接地故障；以及
[0108] 如果在所述多个电动机驱动中的所有电动机驱动被禁用并且所述系统主电路断 路器被闭合时检测到接地故障，则自动地将系统输入或者共用DC母线识别为可疑接地故 障位置。
[0109] 20.根据18所述的控制器，其中，所述至少一个处理器被编程为通过下述来针对 DC侧接地故障测试所述单个选择的电动机驱动：
[0110] 自动地发送至少一个命令或者消息，以在关断所述单个选择的电动机驱动的所有 逆变器开关装置时使所述单个选择的电动机驱动闭合关联的本地驱动断路开关，从而将所 述单个选择的电动机驱动连接到输入电源；
[0111] 自动地确定在所述关联的本地驱动断路开关被闭合并且所述单个选择的电动机 驱动的所有逆变器开关装置被关断时是否检测到接地故障；以及
[0112] 如果在所述关联的本地驱动断路开关被闭合并且所述单个选择的电动机驱动的 所有逆变器开关装置被关断时检测到接地故障，则自动地将所述单个选择的电动机驱动处 的DC侧接地故障识别为可疑接地故障位置。
[0113] 21.根据18所述的控制器，其中，所述至少一个处理器被编程为通过下述来针对 电动机侧接地故障测试所述单个选择的电动机驱动：
[0114] 自动地发送至少一个命令或者消息以在关联的本地驱动断路开关被闭合时使所 述单个选择的电动机驱动接通所述单个选择的电动机驱动的至少一个逆变器开关装置；
[0115] 自动地确定在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的至少一个逆变 器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时是否检测到接地故障；以及
[0116] 如果在所述单个选择的电动机驱动的逆变器开关装置中的至少一个逆变器开关 装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关被闭合时检测到接地故障，则自动地将所述 单个选择的电动机驱动处的电动机侧接地故障识别为可疑接地故障位置。
【权利要求】
1. 一种用于识别高阻抗接地多驱动系统中的可疑接地故障位置的自动化方法（100)， 所述方法（100)包括： (i) 使用具有至少一个处理器（90)的控制器（44)，来选择（116)多个电动机驱动（56) 中的第一电动机驱动作为用于测试的单个选择的电动机驱动（56)，其中所述处理器（90) 用于经由通信网络（50)与多个电动机驱动（56)通信； (ii) 使用所述控制器（44)来禁用所述多个电动机驱动（56)中所有未被选择的电动机 驱动； (iii) 使用所述控制器（44)来启用所述单个选择的电动机驱动（56); (iv) 使用所述控制器（44)来确定（120、126)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启 用并且所有未被选择的电动机驱动（56)被禁用时是否检测到接地故障； (v) 使用所述控制器（44)来在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用并且所有未被 选择的电动机驱动（56)被禁用时检测到接地故障的情形下，选择性地将所述单个选择的 电动机驱动（56)识别（122、128)为可疑接地故障位置；以及 (vi) 使用所述控制器（44)来选择所述多个电动机驱动（56)中用于测试的至少一个仍 然未经测试的电动机驱动（56)，并且重复步骤（ii)至（v)以选择性地识别一个或更多个可 疑接地故障位置或者使所述多个电动机驱动（56)中的其他电动机驱动免于被怀疑为接地 故障位置。
2. 根据权利要求1所述的方法（100)，还包括： (vii) 使用所述控制器（44)来禁用（106U08)所述多个电动机驱动（56)中的所有电 动机驱动： (viii) 闭合（110)系统主电路断路器（6、10、26、30); (ix) 使用所述控制器（44)来确定（112)在所述多个电动机驱动（56)中的所有电动机 驱动被禁用并且所述系统主电路断路器被闭合（6、10、26、30)时是否检测到接地故障；以 及 (x) 使用所述控制器（44)来在所述多个电动机驱动（56)中的所有电动机驱动被禁用 并且所述系统主电路断路器被闭合（6、10、26、30)时检测到接地故障的情形下，选择性地 将系统输入或者共用直流母线识别（114)为可疑接地故障位置。
3. 根据权利要求2所述的方法（100)，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动 (56)以及（iv)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用时确定（120U26)是否检测到接 地故障包括： 通过下述来测试直流侧接地故障： (a) 从所述控制器（44)发送（118)至少一个命令或者消息（99)，以在关断所述单个选 择的电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)时使所述单个选择的电动机驱动 (56)闭合关联的本地驱动断路开关（68)，从而将所述单个选择的电动机驱动（56)连接到 输入电源（52、54); (b) 使用所述控制器（44)来确定（120)在所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合 并且所述单个选择的电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)被关断时是否检 测到接地故障；以及 (c) 使用所述控制器（44)来在所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合并且所述单 个选择的电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)被关断时检测到接地故障的 情形下，选择性地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的直流侧接地故障识别（122)为可 疑接地故障位置。
4. 根据权利要求3所述的方法（100)，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动 (56)以及（iv)确定（120U26)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用时是否检测到接 地故障，还包括： 通过下述来测试电动机侧接地故障： (d) 从所述控制器（44)发送（124)至少一个命令或者消息（99)，以在所述关联的本地 驱动断路开关（68)被闭合时使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动 机驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6); (e) 使用所述控制器（44)来确定（126)在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器 开关装置（S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开 关（68)被闭合时是否检测到接地故障；以及 (f) 使用所述控制器（44)来在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器开关装置 (S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关（68)被 闭合时检测到接地故障的情形下，选择性地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的电动 机侧接地故障识别（128)为可疑接地故障位置。
5. 根据权利要求4所述的方法（100)，其中，（d)从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)旋转连接的电动机（58)。
6. 根据权利要求4所述的方法（100)，其中，⑷从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以在防止连接的电动机（58)旋转的同时，使所述单个选择的电 动机驱动（56)接通至少一个逆变器开关装置（S1至S6)。
7. 根据权利要求2所述的方法（100)，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动 (56)以及（iv)确定（120U26)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用时是否检测到接 地故障，包括： 通过下述来测试电动机侧接地故障： (d) 从所述控制器（44)发送（124)至少一个命令或者消息（99)以在关联的本地驱动 断路开关（68)被闭合时使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机驱 动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6); (e) 使用所述控制器（44)来确定（126)在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器 开关装置（S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开 关（68)被闭合时是否检测到接地故障；以及 (f) 使用所述控制器（44)来在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器开关装置 (S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关（68)被 闭合时检测到接地故障的情形下，选择性地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的电动 机侧接地故障识别（128)为可疑接地故障位置。
8. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，⑷从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)旋转连接的电动机（58)。
9. 根据权利要求7所述的方法（100)，其中，⑷从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以在防止连接的电动机（58)旋转的同时，使所述单个选择的电 动机驱动（56)接通至少一个逆变器开关装置（S1至S6)。
10. 根据权利要求1所述的方法（100)，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动 (56)以及（iv)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用时确定（120U26)是否检测到接 地故障，包括： 通过下述来测试直流侧接地故障： (a) 从所述控制器（44)发送（118)至少一个命令或者消息（99)，以在关断所述单个选 择的电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)时使所述单个选择的电动机驱动 (56)闭合关联的本地驱动断路开关（68)，从而将所述单个选择的电动机驱动（56)连接到 输入电源（52、54); (b) 使用所述控制器（44)来确定（120)在所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合 并且所述单个选择的电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)被关断时是否检 测到接地故障；以及 (c) 使用所述控制器（44)来在所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合并且所述单 个选择的电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)被关断时检测到接地故障的 情形下，选择性地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的直流侧接地故障识别（122)为可 疑接地故障位置。
11. 根据权利要求10所述的方法（100)，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动 (56)以及（iv)确定（120U26)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用时是否检测到接 地故障，还包括： 通过下述来测试电动机侧接地故障： (d) 从所述控制器（44)发送（124)至少一个命令或者消息（99)，以在所述关联的本地 驱动断路开关（68)被闭合时使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动 机驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6); (e) 使用所述控制器（44)来确定（126)在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器 开关装置（S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开 关（68)被闭合时是否检测到接地故障；以及 (f) 使用所述控制器（44)来在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器开关装置 (S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关（68)被 闭合时检测到接地故障的情形下，选择性地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的电动 机侧接地故障识别（128)为可疑接地故障位置。
12. 根据权利要求11所述的方法（100)，其中，（d)从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)旋转连接的电动机（58)。
13. 根据权利要求11所述的方法（100)，其中，（d)从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以在防止连接的电动机（58)旋转的同时，使所述单个选择的电 动机驱动（56)接通至少一个逆变器开关装置（S1至S6)。
14. 根据权利要求1所述的方法（100)，其中，（iii)启用所述单个选择的电动机驱动 (56)以及（iv)确定（120U26)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用时是否检测到接 地故障，包括： 通过下述来测试电动机侧接地故障： (d) 从所述控制器（44)发送（124)至少一个命令或者消息（99)以在关联的本地驱动 断路开关（68)被闭合时使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机驱 动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6); (e) 使用所述控制器（44)来确定（126)在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器 开关装置（S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开 关（68)被闭合时是否检测到接地故障；以及 (f) 使用所述控制器（44)来在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器开关装置 (S1至S6)中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关（68)被 闭合时检测到接地故障的情形下，选择性地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的电动 机侧接地故障识别（128)为可疑接地故障位置。
15. 根据权利要求14所述的方法（100)，其中，（d)从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)旋转连接的电动机（58)。
16. 根据权利要求14所述的方法（100)，其中，（d)从所述控制器（44)发送（124)至少 一个命令或者消息（99)以使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机 驱动（56)的至少一个逆变器开关装置（S1至S6)包括，从所述控制器（44)发送（124)至 少一个命令或者消息（99)以在防止连接的电动机（58)旋转的同时，使所述单个选择的电 动机驱动（56)接通至少一个逆变器开关装置（S1至S6)。
17. -种具有计算机可执行指令的计算机可读介质（92)，所述计算机可执行指令用于 自动地识别高阻抗接地多驱动系统中的可疑接地故障位置，所述计算机可读介质（92)包 括用于下述的计算机可执行指令： ⑴自动地选择（116)多个电动机驱动（56)中的第一电动机驱动作为用于测试的单个 选择的电动机驱动（56); (ii)自动地发送至少一个网络消息（99)以禁用所述多个电动机驱动（56)中所有未被 选择的电动机驱动； (iii) 自动地发送至少一个网络消息（99)以启用所述单个选择的电动机驱动（56); (iv) 自动地确定（120U26)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用并且所有未被 选择的电动机驱动（56)被禁用时是否检测到接地故障； (v) 如果在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用并且所有未被选择的电动机驱动 (56)被禁用时检测到接地故障，则自动地将所述单个选择的电动机驱动（56)识别（122、 128)为可疑接地故障位置；以及 (vi) 自动地选择所述多个电动机驱动（56)中用于测试的至少一个仍然未经测试的电 动机驱动（56)，并且自动地重复步骤（ii)至（v)以选择性地识别一个或更多个可疑接地 故障位置或者使所述多个电动机驱动（56)中的其他电动机驱动免于被怀疑为接地故障位 置。
18. -种用于自动地识别高阻抗接地多驱动系统中的可疑接地故障位置的控制器 (44)，所述控制器（44)包括： 电子存储器（92); 网络接口（94)，所述网络接口（94)用于经由连接的通信网络（50)来提供所述控制器 (44)与多个电动机驱动（56)之间的电子通信；以及 至少一个处理器（90)，所述至少一个处理器（90)电耦接至所述电子存储器（92)并且 电耦接至所述网络接口（94)，所述至少一个处理器（90)被编程为： (i) 自动地选择（116)与所述通信网络（50)耦接的多个电动机驱动（56)中的第一电 动机驱动作为用于测试的单个选择的电动机驱动（56); (ii) 使用网络消息来自动地禁用所述多个电动机驱动（56)中所有未被选择的电动机 驱动； (iii) 使用网络消息来自动地启用所述单个选择的电动机驱动（56); (iv) 自动地确定（120U26)在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用并且所有未被 选择的电动机驱动（56)被禁用时是否检测到接地故障； (v) 如果在所述单个选择的电动机驱动（56)被启用并且所有未被选择的电动机驱动 (56)被禁用时检测到接地故障，则自动地将所述单个选择的电动机驱动（56)识别（122、 128)为可疑接地故障位置；以及 (vi) 自动地选择所述多个电动机驱动（56)中用于测试的至少一个仍然未经测试的电 动机驱动（56)，并且自动地重复步骤（ii)至（v)以选择性地识别一个或更多个可疑接地 故障位置或者使所述多个电动机驱动（56)中的其他电动机驱动免于被怀疑为接地故障位 置。
19. 根据权利要求18所述的控制器（44)，其中，所述至少一个处理器（90)被编程为： 自动地禁用（106U08)所述多个电动机驱动（56)中的所有电动机驱动： 自动地确定（112)在所述多个电动机驱动（56)中的所有电动机驱动被禁用并且所述 系统主电路断路器被闭合（6、10、26、30)时是否检测到接地故障；以及 如果在所述多个电动机驱动（56)中的所有电动机驱动被禁用并且所述系统主电路断 路器被闭合（6、10、26、30)时检测到接地故障，则自动地将系统输入或者共用直流母线识 别（114)为可疑接地故障位置。
20. 根据权利要求18所述的控制器（44)，其中，所述至少一个处理器（90)被编程为通 过下述，针对直流侧接地故障来测试所述单个选择的电动机驱动（56): 自动地发送（118)至少一个命令或者消息（99)，以在关断所述单个选择的电动机驱动 (56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)时使所述单个选择的电动机驱动（56)闭合关联 的本地驱动断路开关（68)，从而将所述单个选择的电动机驱动（56)连接到输入电源（52、 54)； 自动地确定（120)在所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合并且所述单个选择的 电动机驱动（56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)被关断时是否检测到接地故障；以及 如果在所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合并且所述单个选择的电动机驱动 (56)的所有逆变器开关装置（S1至S6)被关断时检测到接地故障，则自动地将所述单个选 择的电动机驱动（56)处的直流侧接地故障识别（122)为可疑接地故障位置。
21.根据权利要求18所述的控制器（44)，其中，所述至少一个处理器（90)被编程为通 过下述，针对电动机侧接地故障来测试所述单个选择的电动机驱动（56): 自动地发送（124)至少一个命令或者消息（99)以在关联的本地驱动断路开关（68)被 闭合时使所述单个选择的电动机驱动（56)接通所述单个选择的电动机驱动（56)的至少一 个逆变器开关装置（S1至S6); 自动地确定（126)在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器开关装置（S1至S6) 中的至少一个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合时是 否检测到接地故障；以及 如果在所述单个选择的电动机驱动（56)的逆变器开关装置（S1至S6)中的至少一 个逆变器开关装置被接通并且所述关联的本地驱动断路开关（68)被闭合时检测到接地故 障，则自动地将所述单个选择的电动机驱动（56)处的电动机侧接地故障识别（128)为可疑 接地故障位置。
【文档编号】G01R31/02GK104515928SQ201410525226
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】韦立祥, 杰弗里·D·麦圭尔, 胡坚刚, 刘志军 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司