[發明專利]用于檢測逆變器中切換設備故障的裝置和方法

有效

• 申請號: 201210590451.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103185850A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 崔基英
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術領域

本公開涉及一種用于檢測逆變器中切換設備故障的裝置和方法。

背景技術

此章節提供了涉及本公開的非必要的現有技術的背景信息。

通常，逆變器為用于電動機控制的設備。圖1示出了依據現有技術的逆變器的示例性視圖。

參考圖1，用于控制電動機200的常規逆變器100包括整流單元110，其將輸入的三相交流電源轉換為直流電源；平滑單元120，其平滑處理從所述整流單元110輸出的直流電壓的脈沖分量；以及逆變器單元130，其將從所述平滑單元120輸出的直流電壓轉換為交流電壓，并且將該交流電壓提供給電動機200。

上述逆變器100為，整流單元110的二極管是由橋耦合形成的，平滑單元120由電容器構成，并且逆變器單元130通過與多個切換元件連接而使用。近來，具有良好性能的IGBT（絕緣柵雙極晶體管insulated?Gate?BipolarTransistor）作為切換元件被廣泛使用。

如上文所提到的，逆變器100復雜地由多個元件組成，這樣假如在逆變器100上發生任何情況，就沒有辦法可視地檢查問題，使得檢測故障部分變得困難。

特別地，在逆變器單元100中的切換元件為出現故障頻率最高的地方，并且為了檢查切換元件的故障，按照慣例采用多個測試器通過測量切換元件的每個電阻來判定故障，其不利之處在于要花費很多時間來檢查或檢測故障。

為了解決上述問題，如圖2所示公開了一種故障檢測設備，圖2為示出了依據現有技術的切換元件（設備）中的故障檢測設備的示例性電路圖。

參考圖2，常規的切換元件故障檢測設備300被連接到逆變器100以防止輸入電壓施加到逆變器100的輸入端，由此連接到輸出端，切斷與電動機200的連接。

如上文所提到的，常規的切換元件故障檢測設備300事實上被理解為：由于過電流而在作為切換元件的IGBT上發生故障的情況下，在IGBT的內部電路提前發生短路，并且由于過電流產生開路現象（open?phenomenon），因此檢測到在IGBT中發生開路現象。

即，門脈沖生成單元320連續給每個IGBT元件施加門脈沖，并且在從相關的IGBT元件輸出的相位電壓不高的情況下，做出相關的IGBT發生故障的判定。

然而，常規的切換元件故障檢測設備300具有的缺陷在于，逆變器100和電動機200必須被停止以判定故障，其花費額外的時間來檢測故障，并且需要單獨的用于切換元件的故障檢測的硬件從而增加系統的尺寸。

為了解決這些缺陷，已經做出了通過軟件來實現切換元件的故障檢測的嘗試。盡管在圖1的逆變器100中沒有示出結構，通過檢測輸出到電動機200的輸出電流的電流傳感器周期性地測量輸出電流，獲取輸出電流的平均值，并且在平均值為零（0）的情況下，判定切換元件是正常的，在平均值不為零的情況下，判定切換元件異常。

然而，上述現有技術還具有花費許多時間來檢測故障的缺陷，這是由于輸出電流是從一周期中的的交流電流（正弦波形）的多個點檢測的，并且由此獲取平均值。

發明內容

此部分提供了本公開的的一般性總結，并且不是對其整個范圍或所有特征的全面公開。

與本公開一致的方法和系統提供了一種用于在逆變器中檢測切換設備故障的裝置及其方法，該裝置配置為很容易檢測到在逆變器中的切換設備的故障。

然而，應該強調的是，本公開不局限于上文闡述的特定的公開。應該解理的是，本領域的技術人員可以領會到此處沒有提及的其他技術主題。

在本公開的一個一般方案中，提出了一種在逆變器中用于檢測切換設備的故障的裝置，該裝置包括：角度傳感器，其被配置為測量電動機的同步角度；電流傳感器，其被配置為通過在逆變器單元的預定臂（leg）的切換設備來測量輸入到電動機的相位電流；以及控制器，其被配置為通過使用所述角度傳感器的同步角度信息判定所述相位電流的不對稱率來判定切換設備故障。

在某些示例性的實施例中，所述控制器可使用同步角度來檢測相位電流的最大值和最小值。

在某些示例性的實施例中，所述裝置可進一步包括：存儲器，其被配置為存儲相位電流的最大值和最小值。

在某些示例性的實施例中，在相位電流的最大值和最小值之間的差實質上小于預定水平情況下，所述控制器可判定所述臂的切換設備的故障。