[發(fā)明專利]輸入缺相檢測裝置和方法以及多相交流輸入電子設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410474886.3
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN105425055B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 譚瑞民;唐飛;周暉
• 申請（專利權）人: 浙江海利普電子科技有限公司
• 主分類號: G01R29/16
• 分類號: G01R29/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 趙偉

技術領域

本發(fā)明涉及輸入缺相檢測技術，更具體地，涉及輸入缺相檢測裝置、輸入缺相檢測方法以及多相交流輸入電子設備。

背景技術

對于使用多相交流輸入的電子設備，輸入缺相檢測是一種基本的可靠性保護功能。通常的輸入缺相檢測方法是通過直接對多相交流輸入電壓進行測量，或者通過附加的整流電路將整流電壓轉換成脈沖信號或模擬信號，再通過隔離光耦將相關信號發(fā)送至處理器，由處理器進行邏輯運算和判斷。然而這種方法需要附加的輸入電壓強電檢測電路，帶來絕緣空間、成本、電路可靠性等問題。此外，在一些使用多相交流輸入的電子設備中，利用已有的主電路整流電路，通過檢測整流電路的直流電壓紋的波幅值大小或直流電壓紋波的持續(xù)單調時間來判斷是否發(fā)生輸入缺相。例如，在專利文獻CN102778612A中，用于檢測輸入缺相的裝置包括：電力輸入單元，其施加三相交流電壓；整流單元，其對由所述電力輸入單元施加的交流電壓進行整流；濾波單元，其對經整流的電壓進行帶通濾波并且根據(jù)經濾波的電壓計算紋波電壓的幅值；以及輸入缺相檢測單元，其根據(jù)紋波電壓的幅值來判定是否已經發(fā)生了輸入缺相，具體地，在紋波電壓的幅值小于預定值的情況下，判定未發(fā)生輸入缺相，在紋波電壓的幅值大于預定值的情況下，判定已經發(fā)生輸入缺相。此外，在專利文獻CN102419400中公開了一種三相輸入設備輸入缺相檢測方法，對三相輸入設備的三相輸入電壓進行整流濾波后得到直流母線電壓，對直流母線電壓按照一定的時間間隔進行采樣，當采樣電壓值中出現(xiàn)連續(xù)n個單調的采樣電壓時，記錄一次輸入缺相，在時間T內檢測到的輸入缺相次數(shù)大于缺相設定值時，判斷為輸入缺相，否則判斷為輸入不缺相，在采樣電壓值不存在任意連續(xù)n個單調的采樣電壓值時，判斷為輸入不缺相。然而上述的缺相檢測方法通常只有在多相交流輸入電子設備工作到高負載時才能檢測出輸入缺相，多相交流輸入電子設備存在單相輸入時帶重負載損壞的風險，而且當多相交流輸入電子設備工作在輸入電壓不穩(wěn)定、輸入不平衡、負載振蕩或者加載卸載瞬態(tài)等狀態(tài)時，存在錯誤檢出故障的風險。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題

本發(fā)明旨在提供一種輸入缺相檢測裝置、輸入缺相檢測方法以及多相交流輸入電子設備，無需附加的輸入電壓強電檢測電路，能夠在多相交流輸入電子設備帶輕負載或空載時檢測出輸入缺相，并且在輸入電壓波動、輸入不平衡、負載振蕩以及加載卸載瞬態(tài)下都能可靠工作。

解決技術問題的技術方案

本發(fā)明提供了一種輸入缺相檢測裝置，包括：整流和濾波單元，用于對多相交流輸入電壓進行整流和濾波，得到直流電壓信號；直流電壓采樣單元，用于對整流和濾波單元輸出的直流電壓信號進行采樣，得到采樣直流電壓信號；輸入缺相判定單元，用于對直流電壓采樣單元輸出的采樣直流電壓信號進行快速傅里葉變換(FFT)運算，以提取直流電壓信號的正常頻率成分和非正常頻率成分，并通過將所述正常頻率成分與非正常頻率成分進行比對來判斷是否輸入缺相。

優(yōu)選地，輸入缺相判定單元可以包括：提取模塊，對直流電壓采樣單元輸出的采樣直流電壓信號進行FFT運算，以分別提取第一頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值作為正常頻率成分，并提取第二頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值作為非正常頻率成分；比較模塊，將第二頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值相對于第一頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值的比值與第一閾值相比較，并將第二頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值相對于第一頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值的差值與第二閾值相比較；累加模塊，當?shù)诙l率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值相對于第一頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值的比值大于第一閾值并且第二頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值相對于第一頻率的直流電壓紋波的基波頻率信號幅值的差值大于第二閾值時，將輸入缺相事件的次數(shù)加1；判定模塊，當預定時間內累加模塊中輸入缺相事件的次數(shù)達到預定次數(shù)時，判斷發(fā)生輸入缺相。

優(yōu)選地，第一閾值可以是根據(jù)第一頻率與第二頻率的差值來確定的，第二閾值可以是根據(jù)電壓檢測精度和缺相時希望觸發(fā)保護的負載大小來確定的。例如，第一閾值可以在3和4之間，第二閾值可以不小于2伏特。在50Hz電源供電的情況下，第一頻率可以為300Hz，第二頻率可以為100Hz。在正常頻率成分的信號周期內，直流電壓信號的采樣點數(shù)不小于3，在非正常頻率成分的信號周期內，直流電壓信號的采樣點數(shù)不小于6。多相交流輸入電壓可以是三相交流輸入電壓。

本發(fā)明還提供了一種多相交流輸入電子設備，包括上述輸入缺相檢測裝置。所述多相交流輸入電子設備可以是變頻器。