阻抗检测器设备及方法_2

文档序号:8379565阅读:来源:国知局
信号或值Ia48a并且根据频率信号 或值49生成正交电流值la a和la 0。由第一正交跟踪滤波器40提供的正交电压值(例 如,Vxa,Vx0)表示了 90°相移值,该相移值表示在基频《base下的所检测的电压46a,类 似地,正交电流值Iaa和Ia0表示所检测到的电流信号或值48a,并且正交电流值Iaa和 la 0相对于彼此相移了 90°。
[0017] 根据本公开可以使用任何适当的正交跟踪滤波器40,在2013年5月16日公开的 Kerkman等人申请的美国专利申请公开第2013/0120038A1号中说明并描述了该正交跟踪 滤波器的非限制性的适当的示例,并且所述专利申请指定给本申请的受让人,其全部内容 通过引用并入本文。此外,如图2所示,可以通过任何适当的源来提供基频信号49,所述源 包括由阻抗检测系统30和/或更大系统的另一部件例如马达驱动控制器、PLC、网络服务 器等提供的表示基频49的数字值,或者可以通过包括阻抗检测系统30、(例如,在下文图5 和图6中所示的)锁相环(PLL)电路的任何适当的源或其他适当的源来提供模拟基频信号 49。这样进而使得能够选择性地估计在一个或更多个关注频率下的电气部件阻抗,以及可 以利于由维修人员和/或通过在功率转换系统、分布式工业控制系统或其他主系统中实现 的诊断部件来评估电气部件。
[0018] 此外,又如图3所示,阻抗检测系统30的其他实施例可以直接与传感器、估计器和 /或观测器44对接,以直接接收分别表示特定电气部件42两端的电压和通过特定电气部件 42的电流的信号和/或值46和48。在本非限制性实施例中,阻抗检测系统30的处理器32 例如使用由处理器32实现的储存在电子存储器34中的计算机可执行指令来实现正交跟踪 滤波器40,以根据各自的输入信号或值46、48和表示关注频率《 base的信号或值49来确定 正交电压值Va a、Va|3和正交电流值la a、la |3。此外,如通过引用并入本文的美国专利 申请公开第2013/0120038A1号中所陈述的那样,各种实现可以采用单输入多输出跟踪滤 波器40,或者可以使用一个或更多个多输入多输出跟踪滤波器40,或者与阻抗检测系统30 分离地实现所述滤波器(例如,图2)或者以将滤波器集成在阻抗检测系统30中的方式来 实现所述滤波器(图3)。
[0019] 回到图1A,处理2的说明性实现包括:正交跟踪滤波器40在12处从适当的源例 如一个或更多个传感器、估计器和/或观测器44分别获得与电气部件42关联的所检测到 的电压值46a和所检测到的电流值48a。此外,在图1A中的13处,例如,可以可选地转换与 关注的部件42关联的检测到的电压值和检测到的电流值中的一个或更多个值,以实现在 所测量的线间电压值和线与中性点间的电压值之间的转换(例如,参见下面的图5)。在图 1A中的14处,提供了表示特定的关注频率的频率信号49(例如,《 baJ。在16处,使用第 一正交跟踪滤波器40根据与电气部件42关联的至少一个所检测到的电压信号或值Va并 且根据频率信号或值《 base来生成正交电压值Vaa和Vaf3。类似地,在18处,根据与电气 部件42关联的至少一个所检测到的电流信号或值la并且根据频率信号或值《 base49来生 成正交电流值la a和la |3。
[0020] 在图1B中示出了阻抗值计算20的一个实施例,可以通过检测系统30的处理器32 执行储存在存储器34中的阻抗计算部件36的指令来实现该实施例。在本示例中,处理器 32在20处根据正交电压值Va a、Va 0和正交电流值la a和la 0来计算与电气部件42关 联的在基频《base下的一个或更多个阻抗值50 (例如实部50a(Z a ,eal)和/或虚部50b (Za imag))。在图1B中的21处,处理器32将电压幅值Vmag计算为正交电压值Vaa与Vaf3平 方和的平方根,以及处理器32在22处基于正交电压值Va a、Va|3中的一个正交电压值和 电压幅值(Vmag,按照0 = cos'Vaa/Vmag)或者0 = sirTHValB/Vmag))来计算电压矢 量角0。在23处将电流幅值Imag计算为正交电流值la a和la |3平方和的平方根,并且 在24处基于正交电流值Iaa、Iaf3和电压矢量角0使用下面的公式来计算估计的直轴(d 轴)电流分量值r d和估计的交轴(q轴)电流分量值I \ :
[0021]
【主权项】
1. 一种用于自动地确定电气部件(42)的阻抗(ZxMal,Zximag)的方法(2),所述方法(2) 包括: 获得(10)与所述电气部件(42)关联的在关注频率(《baJ下的正交电压值(Vxa,Vx|3 )和正交电流值(lxa,lx|3 ); 使用至少一个处理器(32,172)基于所述正交电压值(Vxa,Vxf3)和所述正交电流值 (Ixa,1x0)计算(20)所述电气部件(42)的在所述关注频率(《baJ下的至少一个阻抗 值^ (Zx-real'Zx」mag)。
2. 根据权利要求1所述的方法(2),其中,获得(10)所述正交电压值(Vxa,VXf3)和 所述正交电流值(lxa,lx|3 )包括: 使用第一正交跟踪滤波器(40)根据与所述电气部件(42)关联的至少一个检测到的电 压信号或值(Vx)并且根据表示所述关注频率(《baJ的信号或值来生成(16)所述正交电 压值(Vxa,VX 0 );以及 使用第二正交跟踪滤波器(40)根据与所述电气部件(42)关联的至少一个检测到的电 流信号或值(lx)并且根据表示所述关注频率(《baJ的所述信号或值来生成(18)所述正 交电流值(lxa,lx|3 )。
3. 根据权利要求2所述的方法(2),还包括:使用锁相环(52)来提供表示所述关注频 率(《baJ的所述信号或值。
4. 根据权利要求2所述的方法(2),其中,计算(10)所述电气部件(42)的在所述关注 频率下的至少一个阻抗值(Zx_Mal,Zximag)包括: 使用所述至少一个处理器(32,172)至少部分地根据所述正交电流值(Ixa,Ixf3) 和电压矢量角(0)来计算(24)估计的直轴电流分量值(rd)和估计的交轴电流分量值 aeq); 使用所述至少一个处理器(32,172)至少部分地根据所述估计的直轴电流分量值(I6d) 和所述估计的交轴电流分量值(1\)来计算(25)估计的阻抗角(S);以及 使用所述至少一个处理器(32,172)至少部分地根据所述正交电压值(Vxa,Vxf3)的 幅值(Vmag)和所述正交电流值(Ixa,Ix|3)的幅值(Imag)以及所述估计的阻抗角(8) 来计算(26,27)所述电气部件(42)的所述至少一个阻抗值(ZXMal,Zximag)。
5. 根据权利要求4所述的方法(2),其中,计算(10)所述电气部件(42)的在所述关注 频率下的至少一个阻抗值(Zx_Mal,Zximag)包括: 使用所述至少一个处理器(32,172)将电压幅值(Vmag)计算(21)为所述正交电压值(Vxa,Vx0 )的平方和的平方根; 使用所述至少一个处理器(32,172)基于所述电压幅值(Vmag)和所述正交电压值 (Vxa,Vxf3)中的一个来计算(22)所述电压矢量角(0);以及 使用所述至少一个处理器(32,172)将电流幅值(Imag)计算(23)为所述正交电流值(lxa,lx0 )的平方和的平方根。
6. 根据权利要求2所述的方法(2),包括: 转换(13)与所述电气部件(42)关联的所述检测到的电压信号或值(Vx)和所述检测 到的电流信号或值(lx)中的至少一个;以及 根据所转换的所述电压信号或值或所转换的电流信号或值来
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