功率转换系统内连接器故障检测系统及方法与流程

文档序号:12514830阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种检测用于功率转换系统连接器故障的系统,其包括多个串联连接的模块,每个模块有通过接触件连接的一个输入端和一个输出端,所述检测功率转换系统中连接器故障的系统包括:

回路连接,其设在串联的最后一个模块输出端和串联中的第一个模块之间;

回路开关,其设在所述回路连接中;

控制单元,所述控制单元和每个模块通信以控制这些模块在功率转换模式中的操作;

回路电流电路,设在一个或更多模块中以从所述模块的所述输出端产生电流流动,和

电压测量电路,设在每个所述模块中来测量所述模块的所述输入端相对于本地基准电压的电压差和/或所述模块的输出端相对于本地基准电压的电压差;

其特征在于:所述控制单元和所述回路开关、所述回路电流电路和所述电压测量电路通信,使得当所述系统不处于转换操作时,所述控制单元能够关闭所述回路开关、控制所述回路电流电路以产生所述回路电流并接收来自两个或更多个模块的所述电压测量电路的信息,所述控制单元将测量到的每个模块的输入端和/或输出端的电压与测量到的所述相邻模块的输出端和/或输入端的电压进行对比,从而判断所述模块和所述相邻模块之间的所述接触件的电阻。

2.如权利要求1所述的系统,其特征在于:设有隔离开关来使所述系统的输入端之间在所述回路电流产生时断开。

3.如权利要求2或3所述的系统,其特征在于:所述回路电流电路包括开关装置,可控制所述开关装置以某种方式接收来自所述模块内的存储装置的能量,这种方式会产生一个来自所述模块的所述输出端的受控电流。

4.如权利要求3所述的系统,其特征在于:所述模块包括电流传感器来控制所述回路电流的水平,且所述开关装置包括切换调节器以产生推动所述回路周围的电流的电压。

5.如前述任一项权利要求所述的系统,其特征在于:所述电压测量电路包括设置在每个所述模块内部的处理器,且所述处理器与所述控制单元通信。

6.如前述任一项权利要求所述的系统,其特征在于:所述回路电流电路产生多个不同值的电流,且所述电压测量电路测量相应的电压值,以供所述控制单元分析。

7.如权利要求6所述的系统,其特征在于:多个电压测量和所述控制单元通信,且所述控制单元对这些读数计算平均数来估算所述接触件的电阻。

8.如前述任一项权利要求所述的系统,其特征在于:所述模块包括有电源的电源模块和补偿模块,其中所述电源模块内的存储装置在功率转换模式中被切入和切出所述串联连接来产生逐步接近的交流信号,所述补偿模块修正所述步进信号使其更加近似想要的交流的信号,其中,所述补偿模块中包括所述回路连接、回路开关和回路电流电路。

9.如前述任一项权利要求所述的系统,其特征在于:所有所述模块的所述输入端和输出端包括接触件,所述接触件设置在从所述模块延伸出来的电线上。

10.如权利要求9所述的系统,其特征在于:所述控制单元使用关于所述电线的特性来估算电线电阻,所述电线电阻被用来更准确地判断所述接触件的电阻。

11.如权利要求9或10所述的系统,其特征在于:所述系统进一步包括:

每个模块上的返回输入端和输出端,使得产生的回路电流沿着这些模块流动并以一个方向经过所述输入端和输出端且以相反的方向经过所述返回输入端和输出端;

延伸到所述第一输入端的第一输入电线和延伸自所述第一输出端的第一输出电线;

延伸到返回输入端的第二输入电线和延伸自返回输出端的第二输出电线;

连接每个模块的所述第一输出电线和相邻模块的第一输入电线的第一接触件和连接每个模块的第二输出电线和相邻模块的第二输入电线的第二接触件;

其中,所述电压测量电路测量所述输入端和所述返回输出端之间的电压并测量穿过所述输出端和所述返回输入端的电压,控制单元将测量电压进行对比来判断所述第一和第二接触件的合成电阻。

12.如权利要求9或10所述的系统,其特征在于:最后模块的所述输出端直接与所述第一个模块的所述输入端返回连接,提供接地开关来将大地与包括所述回路电流电路的模块内的本地参考点连接,其中,每个所述模块的所述电压测量电路测量每个所述输入端和/或输出端之间相对于公共地电压的电压,从而使得所述控制单元估算每个模块的所述输入端和/或输出端和相邻模块的所述输出端和/或输入端之间的所述接触件的电阻。

13.如权利要求5-12中任一项所述的系统,其特征在于:所述回路电流电路单元使所述回路电流坡升至预定的最大值然后又斜坡下降,每个模块监控这些来自所述电压测量电路的电压测量,同时对LSB变化的平均时间和数值进行存储使得所述控制单元外推这些数据来产生更准确的电压测量。

14.如权利要求13所述的系统,其特征在于:所述数据被用来和一个或更多之前的读数和ADC步长可变性进行比较,且计算出电容充电和放电时间常数平均值,并考虑电线电阻,以得到更好的连接电阻的估算。

15.如前述任一项权利要求所述的系统,其特征在于:所述控制单元设有警报装置来提供可视化和/或可听到的提示:一个连接器内的估算电阻已经超出可接受的水平。

16.如前述任一项权利要求所述的系统,其特征在于:当测量接触件电阻达到一个点时,在这个点所述接触件的电阻由于隧道效应、熔断或其他现象下降,所述控制单元包括通过间接地增加回路电流的电流调节。

17.如权利要求16所述的系统,其特征在于:产生的所述回路电流被逐步斜坡和/或增加,且所述回路电流被增加至超过设计的所述连接器的额定最大电流的水平。

18.如权利要求17所述的系统,其特征在于:具有斜坡增长幅度的回路电流用于调节。

19.如权利要求17所述的系统,其特征在于:所述回路电流可以在一个范围内连续上下波动。

20.如权利要求17所述的系统,其特征在于:调节还可以包括循环能量脉冲。

21.一种检测功率转换系统中连接器故障的方法,包括多个串联连接的模块,每个模块有输入端和输出端使得所述每个模块的输出端与后续的一个模块的输入端通过接触件连接,所述方法包括以下步骤:

关闭回路开关,使得当所述功率转换系统不处于功率转换模式下时,串联中的最后的模块的所述输出端与串联中的第一个模块的一个输入端连接;

产生回路电流以通过所述回路开关流经每个模块;

测量所述模块的所述输入端和本地基准电压之间的电压差和/或所述模块的所述输出端和本地基准电压之间的电压差;

接收关于控制单元中每个模块中的测量电压的信息;

在所述控制单元内将每个模块的所述输入端和输出端的所述测量电压与相邻模块的所述输出端和输入端的测量电压进行比较来确定每个模块与相邻模块之间的接触件的电阻。

22.如权利要求21所述的方法,其特征在于:进一步包括当所述回路电流产生时使所述系统输入端之间断开的步骤。

23.如权利要求21或22所述的方法,其特征在于:所述切换装置以产生所述回路电流的方式接收来自所述模块中所述存储装置的能量。

24.如权利要求23所述的方法,其特征在于:所述回路电流的水平通过电流传感器控制,且切换装置被控制以像切换调节器那样操作来产生推动所述回路周围的电流的电压。

25.如权利要求21-24中任一项所述的方法,其特征在于:所述方法包括在处理器中执行所述电压测量的步骤,所述处理器设在每个模块内。

26.如权利要求21-25中任一项所述的方法,其特征在于:所述回路电流电路产生多个不同值的电流且所述电压测量电路测量相应的电压数值以供所述控制单元分析。

27.如权利要求26所述的方法,其特征在于:所述方法包括将多个电压测量与所述控制单元通信的步骤和对所述控制单元中的读数进行平均的步骤来估算所述接触件的电阻。

28.如权利要求21-27中任一项所述的方法,其特征在于:所有模块包括有电源的电源模块和补偿模块,其中所述回路电流通过所述补偿模块产生。

29.如权利要求21-28中任一项所述的方法,其特征在于:所述方法可以包括以下步骤:所述控制单元使用关于从模块延伸出来的电线的特性的信息来估算电线电阻,所述电线电阻被用来更加准确的确定所述接触件的电阻。

30.如权利要求29所述的方法,其特征在于:所述电压测量电路测量所述输入端和返回输出端之间的电压和/或穿过所述输出端和一个返回输入端之间的电压,其中,所述控制单元将测量的电压进行比较来确定所述输入端和返回输出端之间和所述输出端和返回输入端之间的第一和第二接触件的合成电阻。

31.如权利要求30所述的方法,其特征在于:每个模块的所述电压测量电路测量每个输入端和/或输出端之间相对于公共地的电压使得所述控制单元估算每个模块的所述输入端和/或输出端和相邻模块的所述输出端和/或输入端之间的接触件的电阻。

32.如权利要求21-31中任一项所述的方法,其特征在于:所述回路电流电路单元使所述回路电流斜坡上升至预定最大值,然后又斜坡下降,每个模块监控来自所述电压测量电路的电压测量,同时存储LSB改变的平均时间及其数值使得所述控制单元外推数据以产生更准确的电压测量。

33.如权利要求31所述的方法,其特征在于:所述数据和一个或更多的之前的读数和ADC步长可变性进行比较,并计算出电容充电和放电时间常数的平均值,将电线电阻纳入考虑范围以获得连接电阻的更好估计。

34.如权利要求21-33中任一项所述的方法,其特征在于:提供一种一个连接器内的估算电阻已经超过可接受水平的可视化和/或可听的提示。

35.如权利要求21-34中任一项所述的方法,其特征在于:当测量接触件电阻达到所述接触件的电阻由于隧道效应、熔断或其他现象下降的点时,所述控制单元通过间接增加回路回路电流以执行电流调节。

36.如权利要求35所述的方法,其特征在于:产生的所述回路电流被逐步斜坡和/或增加且所述回路电流被增加至超出所述连接器的设定额定最大电流的水平。

37.如权利要求36所述的方法,其特征在于:具有斜坡增长幅度的回路电流用于调节。

38.如权利要求37所述的方法,其特征在于:所述回路电流可以在一个范围内连续上下波动。

39.如权利要求38所述的方法,其特征在于:调节还可以包括循环能量脉冲。

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