行数据采集。这些采集的数据可以通过功率单元所在控制电路板与控制器之间的光纤传送到控制器。检测器可以定期地从控制器获取这些从功率单元采集的数据，并基于此来判断功率单元的健康状况。其中检测器进行检测的时间间隔可由用户自定义或设为默认值，并且可以设置为大于采集数据的时间间隔。在又一个实施例中，控制器还可以将从各个功率单元采集的数据保存到历史数据库中，然后基于该历史数据库，检测器可以定期地采用滑动平均法基于一段时间内从功率单元采集的数据来判断功率单元的健康状况。检测器可以是控制器内部的模块，也可以是在控制器外部，但与控制器连接并集成在同一电路板上的模块，或者也可以是位于与控制器连接的其他可编程芯片或电路板上。
[0049]在本发明的又一个实施例中，提供了一种功率单元级联型变频器，该变频器包括控制器、用于提供所述变频器的额定输出电压的多个功率单元，以及处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元，以及与每个功率单元对应的检测器。其中，用于提供所述额定输出电压的多个功率单元构成活动功率单元集合，所述处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元构成冗余功率单元集合。与每个功率单元对应的检测器检测与该功率单元的健康状况，当检测到该功率单元健康状况差时向控制器发送健康提示信号。控制器响应于来自与功率单元对应的检测器的健康提示信号将该功率单元加入冗余功率单元集合，并从冗余功率单元集合中选择功率单元加入活动功率单元集合。其中，检测器集成在相应功率单元所在的控制电路板上，通过与该功率单元集成的温度传感器、电压传感器和/或电流传感器来采集与功率单元相关的数据，并参考设定的健康阈值来判断该功率单元的健康状况。当发现该功率单元的健康状况差时，通过该功率单元所在控制电路板与控制器之间的光纤将健康提示信号传递到控制器。检测器可以集成在功率单元所在控制电板上接收来自传感器信号并与设定的健康阈值进行简单比较的检测电路，也可以是集成在功率单元所在控制电板上处理来自传感器数据的可编程逻辑模块。
[0050]本领域技术人员应理解，上文所述的变频器的结构仅是举例说明而非进行限制，可以根据需求和实际情况对上述结构做出各种变化，而不脱离本发明管理变频器中功率单元方法的原理。此外，上文所述的功率单元结构也不限于图1中所示的功率单元结构，本领域技术人员也可以根据需求和实际情况采用相应类型的功率单元。
[0051]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0052]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种管理变频器中功率单元的方法，其中，所述变频器包括:用于提供所述变频器的额定输出电压的多个功率单元，以及处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元，其中用于提供所述额定输出电压的多个功率单元构成第一集合，所述处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元构成第二集合；所述方法包括: a)检测所述第一集合中各个功率单元的健康状况； b)将所检测到的健康状况差的功率单元加入所述第二集合，并将所述第二集合中其余的一个功率单兀加入第一集合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中基于从功率单元采集的温度数据来判断功率单元的健康状况。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中基于从功率单元采集的温度数据、电压数据和电流数据的任意组合来判断功率单元的健康状况。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤a)还包括将从功率单元采集的数据保存到历史数据库中。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中采用滑动平均法基于一段时间内从功率单元采集的数据来判断功率单元的健康状况。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)定期执行或响应于用户指示而执行。7.根据权利要求1、2、3或6所述的方法，其特征在于，所述步骤a)基于设定的健康阈值来检测所述第一集合中各个功率单元的健康状况。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中将所述第二集合中与所检测到的健康状况差的功率单元在同一相的功率单元加入第一集合。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 将所述第一集合中发生故障的功率单元旁路，并将所述第二集合中其余的一个功率单兀加入第一集合。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括: 在将所述第一集合中发生故障的功率单元旁路，且所述第二集合中没有可用的功率单元时，发出报警信号。11.一种管理变频器中功率单元的设备，所述变频器包括:用于提供所述变频器的额定输出电压的多个功率单元，以及处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元，其中用于提供所述额定输出电压的多个功率单元构成第一集合，所述处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元构成第二集合，所述设备包括: 用于检测所述第一集合中各个功率单元的健康状况的装置； 用于将所检测到的健康状况差的功率单元加入所述第二集合，并将所述第二集合中其余的一个功率单元加入第一集合的装置。12.一种变频器，所述变频器包括:控制器、用于提供所述变频器的额定输出电压的多个功率单元，以及处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元，其中用于提供所述额定输出电压的多个功率单元构成第一集合，所述处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元构成第二集合，所述变频器还包括: 检测器，所述检测器检测所述第一集合中各个功率单元的健康状况； 所述控制器将所述检测器所检测到的健康状况差的功率单元加入所述第二集合，并将所述第二集合中其余的一个功率单元加入第一集合。13.一种变频器，所述变频器包括:控制器、用于提供所述变频器的额定输出电压的多个功率单元，以及处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元，其中用于提供所述额定输出电压的多个功率单元构成第一集合，所述处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元构成第二集合，所述变频器还包括: 与每个功率单元对应的检测器，所述检测器检测与其对应的功率单元的健康状况； 所述控制器将所述检测器所检测到的健康状况差的功率单元加入所述第二集合，并将所述第二集合中其余的一个功率单元加入第一集合。
【专利摘要】本发明提供了一种管理变频器中功率单元的方法，将变频器中的多个功率单元划分为活动功率单元集合和冗余功率单元集合，活动功率单元集合中包括用于提供所述变频器的额定输出电压的多个功率单元，而冗余功率单元集合中包括处于旁路状态或输出零矢量的一个或多个功率单元。该方法定期地检测活动功率单元集合中各个功率单元的健康状况，并且将所检测到的健康状况差的功率单元加入冗余功率单元集合，同时从冗余功率单元集合中选择功率单元加入活动功率单元集合。该方法不仅可以延长功率单元的平均使用寿命，而且使得变频器中功率单元的损耗在所有的功率单元之间进行平均分布，改善了变频器的整体可靠性和稳定性。
【IPC分类】H02M1/32
【公开号】CN104953805
【申请号】CN201410126430
【发明人】谢东平, 傅玲, 李明
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月31日