三相逆变器的诊断设备的制作方法

文档序号:15622909发布日期:2018-10-09 22:20阅读:191来源:国知局

本发明涉及三相逆变器的诊断设备。



背景技术:

控制诸如电机的功率系统的逆变器的常见故障包括控制到功率系统的输出信号的诸如绝缘栅双极性晶体管(igbt)的开关设备的开路和短路、以及三相输出线路上的接地故障。

如果开关设备开路,则输出信号不被发送到构成功率系统的负载使得异常控制或不可控的情形可能出现。

如果在产品的操作期间开关设备短路,则在功率供应端子与逆变器中的dc链路电容器之间产生闭合电路,导致非常大的电流。这种不期望的大电流可能导致烧坏电容器、开关设备、等等,这可能导致可能伤害用户的二次事故。

三相输出线路上的接地故障使电流的路径被划分在输出线路的相中的至少一个中,因此妨碍三相电流的均衡。当该不平衡出现时,难以准确地确定三相电压和电流,更不用提基于三相电压和电流来执行控制的困难。

传统上,当检测到过电流时为了防止由于开关设备的开路或短路而引起的危险,开关设备的门控信号被切断并且产生跳闸以停止逆变器的操作。传统上,这样的操作限于保护逆变器并且因此不能够获得关于开关设备或输出线路的哪个部分具有故障的准确信息。



技术实现要素:

本公开内容的技术目的是要提供一种三相逆变器的诊断设备,其确保安全性并且能够诊断开关设备的开路和短路以及输出线路的接地故障。

根据本公开内容的一方面,提供了一种三相逆变器的诊断设备,其可以包括与设置在dc链路上的电容器串联连接的继电器、与所述继电器并联连接的初始充电电阻器、包括用于控制到三相输出线路的功率供应的开关设备的逆变器、设置在连接在所述dc链路与所述逆变器之间的连接线路上以感测电流的电流传感器、以及用于驱动所述开关设备并根据所述电流是否被感测到来诊断所述开关设备的开路和短路中的至少一个的控制单元。

在本公开内容的一个实施例中,在诊断之前,所述控制单元可以切断利用来自所述逆变器的三相功率供应的被施加到功率系统的功率,并且切断用于诊断之外的目的的非诊断功率。

在本公开内容的一个实施例中,在切断利用来自所述逆变器的三相功率供应的被供应到所述功率系统的所述功率之后,当所述功率从所述dc链路的电容器被供应时,所述控制单元可以使用所述电容器的所述功率来诊断所述开关设备的开路和短路中的至少一个。

在本公开内容的一个实施例中,所述开关设备可以包括:分别设置在针对所述三相中的每个的输出线路与所述电容器的第一极点之间的上开关设备;以及设置在针对所述三相中的每个的所述输出线路与和所述电容器的所述第一极点相对的第二极点之间的下开关设备。

在本公开内容的一个实施例中,所述控制单元可以选择性地驱动所述开关设备,使得所述dc链路、针对所述三相中的一个的输出线路和针对所述相中的另一个的输出线路形成闭合电路,以确定所述开关设备的开路。

在本公开内容的一个实施例中,所述控制单元可以独立地驱动相应开关设备以根据所述电流是否被感测到来诊断所述开关设备的短路。

在本公开内容的一个实施例中,所述控制单元可以驱动所述开关设备中的一个以根据等于或大于预定值的大电流是否被感测到来确定连接到与所驱动的开关设备相同的相的所述开关设备是否短路。

另外,根据本公开内容的一方面,提供了一种三相逆变器的诊断设备,其可以包括:与设置在dc链路上的电容器串联连接的继电器;与所述继电器并联连接的初始充电电阻器;包括用于控制到三相输出线路的功率供应的开关设备的逆变器;设置在连接在所述dc链路与所述逆变器之间的连接线路中的一个上以感测第一电流的第一电流传感器;设置在连接在所述dc链路与所述逆变器之间的所述连接线路中的另一连接线路上以感测第二电流的第二电流传感器,其中,所述另一连接线路不同于所述第一电流传感器被设置在其上的连接线路;以及用于驱动所述开关设备并根据所述第一电流或所述第二电流是否处于均衡状态来诊断所述三相输出线路的接地故障的控制单元。

在本公开内容的一个实施例中,所述开关设备可以包括:分别设置在针对所述三相中的每个的输出线路与所述电容器的第一极点之间的上开关设备;以及设置在针对所述三相中的每个的所述输出线路与和所述电容器的所述第一极点相对的第二极点之间的下开关设备。

在本公开内容的一个实施例中,所述控制单元可以选择性地驱动所述开关设备,使得所述dc链路、针对所述三相中的一个的输出线路和针对所述相中的另外两个的输出线路形成闭合电路,并且根据所述第一电流和所述第二电流是否处于均衡状态来确定所述三相中的所述一个是否具有接地故障。

本公开内容给出了以下效果。本公开内容具有在切断功率输出之后诊断开关设备的开路和短路以及输出线路的接地故障的效果。

本公开内容具有以上描述的防止可能在诊断期间出现的过电流的效果。

本公开内容具有在故障的情况下存储诊断的结果并产生跳闸由此提前防止事故的效果。

附图说明

本公开内容的以上和其他目的、特征和优点将通过参考附图详细描述本公开内容的示例性实施例而对于本领域普通技术人员变得更加明显,在附图中:

图1是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的视图。

图2是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的逆变器中的开关设备之间的连接状态的视图。

图3是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路和短路的方法的视图。

图4是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路的方法的详细视图。

图5是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路的方法的详细视图。

图6是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的短路的方法的详细视图。

图7是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的操作的部分的流程图。

图8是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的视图。

图9是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路和短路以及接地故障的方法的视图。

图10是图示了根据本公开内容的实施例的诊断接地故障的方法的详细视图。

具体实施方式

可以对本公开内容的示例性实施例进行各种修改,并且下面将参考附图详细描述某些示例性实施例。然而,应当理解,本公开内容不限于具体实施例,而是包括落入本公开内容的精神和范围内的所有修改、等效方案以及备选方案。

在下文中,将参考附图详细描述本公开内容的实施例。

功率系统300的控制单元200可以包括用于对三相ac电源400(r相、s相和t相)进行整流的转换器210、用于平滑经整流的电源的dc链路电容器、以及逆变器220。

逆变器220可以将经平滑的dc电源转换成三相ac电源并将其提供给功率系统300。

本公开内容涉及一种用于诊断关于三相逆变器220的开关设备或被输出到功率系统300的三相(u相、v相和w相)的输出线路的接地故障的三相逆变器的诊断设备。

图1是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的视图。

参考图1,根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备包括电容器110、初始充电单元120、初始充电电阻器122、继电器124、电流传感器130、检测单元140、控制单元150、控制功率供应单元160、存储单元170、以及显示单元180。

电容器110被设置在dc链路上,其中dc链路的两端分别被连接到将用于对三相ac电源400进行整流的转换器210连接到逆变器220的线路。电容器110可以平滑经整流的功率。

初始充电单元120与设置在dc链路上的电容器110串联连接并且包括初始充电电阻器122和继电器124。

初始充电电阻器122与电容器110串联连接并且继电器124可以与初始充电电阻器122并联连接。

在逆变器的初始操作期间,继电器124可以被控制为断开状态,在这种情况下经整流的电压可以被施加到初始充电电阻器122,由此抑制大电流。

在电容器110被充电特定时间量之后,当电压检测单元144在电容器110中检测到预定幅值或更高的dc电压时,控制单元150使继电器124闭合并允许逆变器220操作功率系统230。通过以上描述的操作,初始充电单元120可以抑制可能在初始阶段中出现的浪涌电流。

初始充电单元120可以不仅抑制可能在初始阶段中出现的浪涌电流,而且在诊断操作期间抑制过电流。

例如,在诊断操作期间,可能产生没有在dc链路与逆变器230之间的负载的闭合电路,并且在这种情况下,过电流可以类似地被抑制,因为初始充电单元120被设置在dc链路上。

电流传感器130可以被设置在将dc链路的一个极点连接到逆变器220的连接线路上,以感测流过dc链路和逆变器220的电流。尽管电流传感器130被图示为被连接到图1中的下连接线路,但是实施例不限于此并且因此,电流传感器130可以被连接到上连接线路。

检测单元140可以检测由电流传感器130感测到的电流和由电压传感器(未示出)感测到的电压,以由此向控制单元150提供电流和电压信息。

电流检测单元142可以向控制单元150提供感测到的电流信息。

电压检测单元144可以向控制单元150提供感测到的电压信息。

控制单元150可以控制逆变器220的开关设备并通过感测到的电流诊断逆变器的故障。

控制单元150可以基于感测到的电压来控制继电器124或停止诊断。例如,在逆变器的初始操作期间,控制单元150当确定电压等于或大于预定值时使继电器124闭合。例如,控制单元150可以当在诊断期间电压下降到预定值以下时停止诊断。

控制功率供应单元160向控制单元150供应功率。控制单元150可以使用从控制功率供应单元160供应的功率来控制开关设备。

存储单元170可以存储针对电压的预定值、针对稍后描述的大电流的预定值、用于诊断的参数、用于控制开关设备的脉宽调制(pwm)信号模式、等等。

显示单元180可以在视觉上显示关于诊断的结果的信息。例如,控制单元150可以将诊断的结果存储在存储单元170中并将其显示在显示单元180上。

图2是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的逆变器220中的开关设备之间的连接状态的视图。

参考图2,根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的逆变器220中的开关设备可以包括分别设置在针对三相(u,v,w)中的每个的输出线路与电容器110的第一极点之间的上开关设备s1、s2、s3以及设置在针对三相(u,v,w)中的每个的输出线路与和电容器110的第一极点相对的第二极点之间的下开关设备s4、s5、s6。

根据本公开内容的实施例,被布置在相同列中的开关设备被连接到相同相输出线路。另外,上开关设备和下开关设备sa是针对u相的,上开关设备和下开关设备sb是针对v相的,并且上开关设备和下开关设备sc是针对w相的。

开关设备可以控制到三相输出线路的功率供应。在示例中,相同列中的两个开关设备不应当被驱动。即,设置在sa、sb和sc中的开关设备被驱动使得它们不被同时闭合。例如,如果sa中的s1和s4被同时闭合或短路,则电容器110以及s1和s4可以形成闭合电路并且非常大的电流可以流动。

同时,在本公开内容中,如以上所描述的,考虑开关设备中的一个或多个短路的情形而提供初始充电单元120。

图3是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路和短路的方法的视图。

图3至图6中图示的诊断的方法可以由根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备执行。因此,在本说明书中,将主要参考三相逆变器的诊断设备的部件描述图3至图6中的诊断方法。

参考图3,在s310处,控制单元150可以切断被施加到功率系统310的功率。

在s320处,控制单元150可以切断用于除了诊断之外的目的的非诊断功率。用于除了诊断之外的目的的功率可以例如为用于风扇的驱动功率、等等。

在s330处,控制单元150可以断开继电器124。断开继电器124允许电流流过初始充电电阻器122以抑制当开关设备sa、sb或sc短路时可能流动的过电流。

在s340处,控制单元150可以诊断开关设备。控制单元150可以选择性地驱动开关设备以根据电流是否被感测到或者电流是否等于或大于预定值来诊断开关设备的状态。

控制单元150可以在功率被切断、电容器110被放电的时间段内诊断开关设备,使得在电压检测单元144处感测到的电压变得等于或小于预定值。控制单元150可以当诊断开关设备时利用短脉冲驱动开关设备。

在s350处,在完成诊断之后,控制单元150可以切断被提供给逆变器的所有功率。

在s341处,控制单元150可以诊断开关设备是否开路,并且在s343处,控制单元150可以诊断以确定开关设备是否短路。以上已经参考图4至图6详细描述了诊断开路和短路的方法。

在s345处,控制单元150可以将诊断的结果作为开关设备参数存储在存储单元170中。

图4和图5是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路的方法的详细视图。

参考图4,在s401处,控制单元150可以输入用于开路诊断的pwm模式以向开关设备应用门控信号。通过pwm模式的用于开关设备的门控信号可以被提供在s405至s495处的操作中,并且在s401处的操作可以对应于开始。

下面的[表1]示出了被应用到开关设备的pwm信号模式。

[表1]

在表1中,‘1’表示上开关设备接通并且下开关设备断开,‘0’表示上开关设备断开并且下开关设备接通,并且‘-’表示上开关设备和下开关设备两者都断开。

控制单元150可以根据[表1]的模式从s1开始顺序地驱动开关设备。

在s403处,控制单元150可以将对应于开关设备中的每个的自然数n(n=1,2,3,4,5,6)设置为1。

在s405处,控制单元150确定n是否大于3。当n不大于3时,过程前进到s407的操作;否则,即当n大于3时,过程前进到图5的s449的操作。

在s407处,控制单元150确定(n+4)是否大于6。当(n+4)不大于6时,过程前进到s409的操作,并且当(n+4)大于6时,过程前进到s411的操作。

在s409处,控制单元150可以驱动开关设备sn和开关设备sn+4。例如,当n=1时,控制单元150可以驱动开关设备s1和开关设备s5。

在s411处,控制单元150可以驱动开关设备sn和开关设备sn+1。例如,当n=2时,控制单元150可以驱动开关设备s2和开关设备s3。

在s413处,控制单元150确定电流是否被检测到。例如,当n=1时,控制单元150可以当开关设备s1和开关设备s5被驱动时确定电流是否被检测到。当电流未被检测到时,过程前进到s415的操作,并且当电流被检测到时,过程前进到s431的操作。

在s415处,控制单元150断开开关设备sn+4或开关设备sn+1。控制单元150可以当其在s409之后时断开开关设备sn+4,并且当其在s411之后时断开开关设备sn+1。例如,当n=1时,控制单元150可以断开开关设备s5。在s431处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s417处,控制单元150确定(n+5)是否大于6。当(n+5)不大于6时,过程前进到s419的操作,并且当(n+5)大于6时,过程前进到s421的操作。在s433处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s419处,控制单元150可以驱动开关设备sn+5。例如,当n=1时,控制单元150可以驱动开关设备s6。在s435处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s421处,控制单元150可以驱动开关设备sn+2。例如,当n=2时,控制单元150可以驱动开关设备s4。在s437处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s423处,控制单元150可以确定电流是否被检测到。例如,当n=1时,控制单元150可以当开关设备s1和开关设备s6被驱动时确定电流是否被检测到。当电流未被检测到时,过程前进到s425的操作,并且当电流被检测到时,过程前进到s427的操作。在s439处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s425处,控制单元150可以存储指示三个选择性地驱动的开关设备中的一个或多个开路的诊断的结果。例如,当n=1时,如果当开关设备s1和开关设备s5被驱动时没有检测到电流,并且当开关设备s1和开关设备s6被驱动时没有检测到电流,则这指示三个开关设备s1、s5和s6中的至少一个开路。

在s427处,控制单元150可以确定开关设备sn+4或开关设备sn+1处于开路状态。例如,当n=1时,如果当开关设备s1和开关设备s5被驱动时没有检测到电流,而当开关设备s1和开关设备s6被驱动时检测到电流,则这指示开关设备s5开路。

在s429处,控制单元150可以将开关设备sn+4或开关设备sn+1的状态存储为开路状态。

在s441处,控制单元150可以确定开关设备sn+5或开关设备sn+2处于开路状态。

在s443处,控制单元150可以将开关设备sn+5或开关设备sn+2的状态存储为开路状态。

在s445处,控制单元150可以确定全部三个选择性驱动的开关设备正常。

在s447处,控制单元150可以将针对三个开关设备的所有参数存储为正常状态。

参考图5,在s449处,控制单元150确定(n-2)是否大于3。当(n-2)不大于3时,过程前进到s451的操作,并且当(n-2)大于3时,过程前进到s453的操作。

在s451处,控制单元150可以驱动开关设备sn和开关设备sn-2。例如,当n=4时,控制单元150可以驱动开关设备s4和开关设备s2。

在s453处,控制单元150可以驱动开关设备sn和开关设备sn-5。例如,当n=6时,控制单元150可以驱动开关设备s6和开关设备s1。

在s455处,控制单元150确定电流是否被检测到。例如,当n=4时,控制单元150当开关设备s4和开关设备s2被驱动时确定电流是否被检测到。当电流未被检测到时,过程前进到s457的操作,并且当电流被检测到时,过程前进到s459的操作。

在s457处,控制单元150断开开关设备sn-2或开关设备sn-5。控制单元150可以当其在s451之后时断开开关设备sn-2,并且当其在s453之后时断开开关设备sn-5。例如,当n=4时,控制单元150可以断开开关设备s2。在s473处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s459处,控制单元150确定(n-1)是否大于3。当(n-1)不大于3时,过程前进到s461的操作,并且当(n-1)大于3时,过程前进到s463的操作。在s475处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s461处,控制单元150可以驱动开关设备sn-1。例如,当n=4时,控制单元150可以驱动开关设备s3。在s477处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s463处,控制单元150可以驱动开关设备sn-4。例如,当n=6时,控制单元150可以驱动开关设备s2。在s479处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s465处,控制单元150确定电流是否被检测到。例如,当n=4时,控制单元150当开关设备s4和开关设备s3被驱动时确定电流是否被检测到。当电流未被检测到时,过程前进到s467的操作,并且当电流被检测到时,过程前进到s469的操作。在s481处,控制单元150还可以执行相同的方法。

在s467处,控制单元150可以存储指示三个选择性地驱动的开关设备中的一个或多个开路的诊断的结果。例如,当n=4时,如果当开关设备s4和开关设备s2被驱动时没有检测到电流,并且当开关设备s4和开关设备s3被驱动时没有检测到电流,则这指示三个开关设备s4、s2和s3中的至少一个开路。

在s469处,控制单元150可以确定开关设备sn-2或开关设备sn-5处于开路状态。例如,当n=4时,如果当开关设备s4和开关设备s2被驱动时没有检测到电流,而当开关设备s4和开关设备s3被驱动时检测到电流,则这指示开关设备s2开路。

在s471处,控制单元150可以将开关设备sn-2或开关设备sn-5的状态存储为开路状态。

在s483处,控制单元150可以确定开关设备sn-1或开关设备sn-4处于开路状态。

在s485处,控制单元150可以将开关设备sn-1或开关设备sn-4的状态存储为开路状态。

在s487处,控制单元150可以确定全部三个选择性驱动的开关设备正常。

在s489处,控制单元150可以将针对三个开关设备的所有参数存储为正常状态。

在s491处,控制单元150可以断开所有开关设备并将诊断的结果显示在显示单元180上。

在s493处,控制单元150可以将n的值更新为n+1。

在s495处,控制单元150确定n是否大于6。当n不大于6时,过程返回到s405的操作,并且当n大于6时,用于开路的诊断可以被终止。

如以上参考图4和图5所描述的,控制单元150可以选择性地驱动开关设备,使得dc链路、针对三相中的一个的输出线路和针对这些相中的另一个的输出线路可以形成闭合电路以确定设备是否开路。

例如,控制单元150可以选择性地驱动两个开关设备s1和s5,使得通过dc链路的正极、针对u相的输出线路、针对v相的输出线路以及dc链路的负极形成闭合电路。

例如,控制单元150可以选择性地驱动两个开关设备s1和s6,使得通过dc链路的正极、针对u相的输出线路、针对w相的输出线路以及dc链路的负极形成闭合电路。

在诊断开路状态之后,可以根据下面的[表2]执行确定开关设备的开路的方法。

[表2]

在表2中,o表示检测到电流,并且x表示没有检测到电流。

图6是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的短路的方法的详细视图。

参考图6,在s501处,控制单元150可以输入用于短路诊断的pwm模式并向开关设备应用门控信号。通过pwm模式到开关设备的门控信号可以被提供在s503至s543处,并且在s501处的操作可以对应于开始。

下面的[表3]示出了被应用到开关设备的pwm信号模式。

[表3]

在表3中,‘1’表示上开关设备接通并且下开关设备断开,‘0’表示上开关设备断开并且下开关设备接通,并且‘-’表示上开关设备和下开关设备两者都断开。

在s503处,控制单元150可以将对应于开关设备中的每个的自然数n(n=1,2,3,4,5,6)设置为1。在s505处,控制单元150不驱动开关设备中的任何。

在s505处,控制单元150确定n是否大于3。当n不大于3时,过程前进到s507的操作;否则,即当n大于3时,过程前进到s523的操作。

在s507处,控制单元150可以驱动开关设备sn。例如,当n=1时,控制单元150可以驱动开关设备s1。

在s509处,控制单元150可以确定电流是否被检测到。当电流未被检测到时,过程前进到s511的操作,并且当电流被检测到时,过程前进到s513的操作。

在s511处,控制单元150可以确定可以与上开关设备s1、s2或s3构成闭合电路的三个下开关设备s4、s5和s6全部正常。

在s513处,控制单元150可以确定三个开关设备s4、s5和s6中的至少一个短路。

在s515处,控制单元150可以确定检测到的电流是否等于或大于预定值。这被执行是因为,当被布置在与所驱动的上开关设备相同的列中的下开关设备短路时,因为当不包括功率系统300的负载时与dc链路形成闭合电路,所以与当其他开关设备短路时相比较大的电流流动。当检测到的电流不大于预定值时,过程前进到s517的操作,并且当检测到的电流大于预定值时,过程前进到s519的操作。

在s517处,控制单元150可以确定三个开关设备s4、s5和s6中的至少一个短路,除了被布置在与所驱动的上开关设备相同的列中的开关设备。

在s519处,控制单元150可以确定被布置在与所驱动的上开关设备sn相同的列中的开关设备sn+3短路。

在s521处,控制单元150可以将开关设备sn+3的状态存储为短路状态。

在s523处,控制单元150可以驱动开关设备sn。例如,当n=4时,控制单元150可以驱动开关设备s4。

在s525处,控制单元150可以确定电流是否被检测到。当电流未被检测到时,过程前进到s527的操作,并且当电流被检测到时,过程前进到s529的操作。

在s527处,控制单元150可以确定可以与下开关设备s4、s5或s6构成闭合电路的三个上开关设备s1、s2和s3全部正常。

在s529处,控制单元150可以确定三个开关设备s1、s2和s3中的至少一个短路。

在s531处,控制单元150可以确定检测到的电流是否等于或大于预定值。这被执行是因为,当被布置在与所驱动的下开关设备相同的列中的上开关设备短路时,因为当不包括功率系统300的负载时与dc链路形成闭合电路,所以与当其他开关设备短路时相比较大的电流流动。当检测到的电流不大于预定值时,过程前进到s533的操作,并且当检测到的电流大于预定值时,过程前进到s535的操作。

在s533处,控制单元150可以确定三个开关设备s1、s2和s3中的至少一个短路,除了被布置在与所驱动的下开关设备相同的列中的开关设备。

在s535处,控制单元150可以确定被布置在与所驱动的下开关设备sn相同的列中的开关设备sn-3短路。

在s537处,控制单元150可以将开关设备sn-3的状态存储为短路状态。

在s539处,控制单元150可以断开所有开关设备并将诊断的结果显示在显示单元180上。

在s541处,控制单元150可以将n的值更新为n+1。

在s543处,控制单元150确定n是否大于6。当n不大于6时,过程返回到s505的操作,并且当n大于6时,用于短路的诊断可以被终止。

如以上参考图6所描述的,控制单元150可以首先通过独立地驱动六个开关设备s1至s6中的每个并且检测电流的存在或不存在来确定设备是否短路。控制单元150可以其次当检测到电流时并且当检测到的电流的幅值等于或大于预定值(在下文中被称为‘大电流’)时确定连接到相同相(或布置在相同列中)的开关设备短路。

在诊断开路状态中,可以根据下面的[表4]执行确定开关设备的开路的方法。

[表4]

在表4中,o表示检测到电流,并且x表示没有检测到电流。

图7是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的操作的部分的流程图。

参考图7,在s601处,控制单元150可以向逆变器应用功率。

在s603处,控制单元150可以读取存储在存储单元170中的诊断参数以确定故障状态是否存在。当存在故障状态时,过程前进到s605的操作,并且当不存在故障状态时,过程前进到s607的操作。

在s605处,控制单元150可以将故障信息显示在显示单元180上并产生跳闸。

在s607处,控制单元150可以正常地操作逆变器。

图8是图示了根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备的视图。

参考图8,根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备包括电容器110、初始充电单元120、初始充电电阻器122、继电器124、第一电流传感器130、第二电流传感器132、检测单元140、控制单元150、控制功率供应单元160、存储单元170、以及显示单元180。

在图8中,由于除了第一电流传感器130和第二电流传感器132之外的配置与以上参考图1描述的配置相同,所以为简洁起见将省略对其的详细描述。

第一电流传感器130可以被设置在dc链路与逆变器220之间的连接链路的极点中的一个上以感测从该极点流动到逆变器220的电流。

第二电流传感器132可以被设置在dc链路与逆变器220之间的连接链路的与第一电流传感器130不同的另一极点上以感测从该另一极点流动到逆变器220的电流。

通过将电流传感器设置在dc链路与逆变器220之间的两个连接链路上,即,通过分别设置第一电流传感器130和第二电流传感器132,能够检查在三相中流动的电流的均衡状态。

图9是图示了根据本公开内容的实施例的诊断开关设备的开路和短路以及接地故障的方法的视图。

图9和图10中图示的诊断的方法可以由根据本公开内容的实施例的三相逆变器的诊断设备执行。因此,在本说明书中,将主要参考三相逆变器的诊断设备的部件描述图9和图10中的诊断方法。

参考图9,在s810处,控制单元150可以切断被应用到功率系统300的功率。

在s820处,控制单元150可以切断用于除了诊断之外的目的的非诊断功率。用于除了诊断之外的目的的非诊断功率可以例如为用于风扇的驱动功率、等等。

在s830处,控制单元150可以断开继电器124。断开继电器124允许电流流过初始充电电阻器122以抑制当开关设备sa、sb或sc短路时可能流动的过电流。

在s840处,控制单元150可以诊断开关设备。控制单元150可以选择性地驱动开关设备以根据电流是否被感测到或者电流是否等于或大于预定值来诊断开关设备的状态。控制单元150可以在功率被切断,电容器110被放电并且在电压检测单元144处感测到的电压变得等于或小于预定值的时间段内诊断开关设备。控制单元150可以当诊断开关设备时利用短脉冲驱动开关设备。

在s841处,控制单元150可以诊断开关设备是否开路,并且在s843处,控制单元150可以诊断以确定开关设备是否短路。将参考图4至图6详细描述诊断开路和短路的方法。

在s845处,控制单元150可以将诊断的结果作为开关设备参数存储在存储单元170中。

在s847处,控制单元150可以根据开关设备诊断的结果来确定故障状态的存在或不存在。当不存在故障状态时,过程前进到s849的操作,并且当存在故障状态时,诊断可以被终止。

在s849处,控制单元150可以诊断接地故障。将通过图9详细描述诊断接地故障的方法。

在s850处,控制单元150可以在诊断完成之后切断被供应到逆变器的所有功率。

图10是图示了根据本公开内容的实施例的诊断接地故障的方法的详细视图。

参考图10,在s901处,控制单元150可以输入用于接地故障诊断的pwm模式以向开关设备应用门控信号。通过pwm模式到开关设备的门控信号可以被提供在s905至s939处,并且在s901处的操作可以对应于开始。

在s903处,控制单元150可以断开所有开关设备。

在s905处,控制单元150可以选择性地驱动三个开关设备。在此时,三个开关设备s1、s5和s6或三个开关设备s2、s3和s4可以被驱动。

在s907处,控制单元150可以确定dc链路的两端上的电流,即由第一电流传感器130感测到的电流和由第二电流传感器132感测到的电流,是否处于均衡状态。在确定均衡状态后,过程前进到s909的操作,并且在未能均衡状态后,过程前进到s911的操作。

在s909处,控制单元150可以确定u相不具有接地故障。

在s911处,控制单元150可以确定接地故障。然而,在该阶段中,尚不能确定相中的哪个具有接地故障。控制单元150可以通过组合针对所有相确定接地故障的结果来确定哪个相具有接地故障。

在s913处,控制单元150可以将诊断的结果作为接地故障诊断参数存储在存储单元170中。

在s915处,控制单元150可以断开所有开关设备。

在s917处,控制单元150可以选择性地驱动三个开关设备。在此时,三个开关设备s2、s4和s6或三个开关设备s1、s3和s5可以被驱动。

在s919处,控制单元150可以确定dc链路的两端上的电流,即由第一电流传感器130感测到的电流和由第二电流传感器132感测到的电流,是否处于均衡状态。在确定均衡状态后,过程前进到s921的操作,并且在未能均衡状态后,过程前进到s923的操作。

在s921处,控制单元150可以确定v相不具有接地故障。

在s923处,控制单元150可以确定接地故障。然而,在该阶段中,尚不能确定相中的哪个具有接地故障。控制单元150可以通过组合针对所有相确定接地故障的结果来确定哪个相具有接地故障。

在s925处,控制单元150可以将诊断的结果作为接地故障诊断参数存储在存储单元170中。

在s927处,控制单元150可以断开所有开关设备。

在s929处,控制单元150可以选择性地驱动三个开关设备。在此时,三个开关设备s3、s4和s5或三个开关设备s1、s2和s6可以被驱动。

在s931处,控制单元150可以确定dc链路的两端上的电流,即由第一电流传感器130感测到的电流和由第二电流传感器132感测到的电流,是否处于均衡状态。在确定均衡状态后,过程前进到s933的操作,并且在未能均衡状态后,过程前进到s935的操作。

在s933处,控制单元150可以确定w相不具有接地故障。

在s935处,控制单元150可以确定接地故障。然而,在该阶段中,尚不能确定相中的哪个具有接地故障。控制单元150可以通过组合针对所有相确定接地故障的结果来确定哪个相具有接地故障。

在s937处,控制单元150可以将诊断的结果作为接地故障诊断参数存储在存储单元170中。

在s939处,控制单元150可以断开所有开关设备并将接地故障诊断的结果显示在显示单元180上。

如以上参考图9所描述的,控制单元150可以选择性地驱动开关设备,使得dc链路、针对三相中的一个的输出线路和针对这些相中的另外两个的输出线路可以形成闭合电路。例如,控制单元150可以选择性地驱动三个开关设备s1、s5和s6或者三个开关设备s2、s3和s4,使得dc链路、u相、功率系统300以及v相和w相形成闭合电路。在以上提到的控制之后,控制单元150可以确定在dc链路的两端处的电流是否处于均衡状态以由此确定针对相中的每个的接地故障的出现。

在诊断接地故障之后,可以根据下面的[表5]执行确定开关设备的开路的方法。

[表5]

在表5中,o表示接地故障,并且x表示没有接地故障,并且当确定一个相不具有接地故障时,存在另外两个相中的一个具有接地故障的可能性。当针对所有相诊断时,能够确定相中的每个是否具有接地故障。

尽管以上已经根据本发明描述了实施例,但是本领域技术人员将理解,可以在不脱离如由随附权利要求限定的本公开内容的精神和范围的情况下在其中进行形式和细节上的各种改变。因此,本公开内容的真正范围应当由随附权利要求的技术构思确定。

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