專利名稱：檢測一個(gè)故障晶體閘流管的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測一個(gè)故障晶體閘流管(thyristor)，尤其涉及檢測降壓固態(tài)電機(jī)起動器中的一個(gè)出故障時(shí)打開(failed-open)的晶體閘流管。
背景技術(shù)：
電動機(jī)經(jīng)常使用“晶體閘流管”，也稱之為“硅可控整流器”(“SCRs”)，作為電機(jī)控制電路的一部分。晶體閘流管可被認(rèn)為是一個(gè)可換向的二極管，具有三個(gè)端子?xùn)艠O、陽極和陰極。如果在該晶體閘流管的陽極和陰極之間施加一個(gè)小于擊穿電壓的供電電壓，而不施加給柵極“觸發(fā)”電流或電壓(觸發(fā)信號)，則該晶體閘流管“截止”，即，從陽極到陰極沒有電流流過。如果施加?xùn)艠O一個(gè)觸發(fā)信號，則該晶體閘流管的陽極和陰極之間的電壓下降到一個(gè)比供電電壓低很多的值，而且該晶體閘流管“導(dǎo)通”，即，電流通過該晶體閘流管從陽極流到陰極。如果通過該晶體閘流管的電流保持高于一個(gè)保持電流的話，晶體閘流管一旦導(dǎo)通就能保持導(dǎo)通，而不論柵極有無觸發(fā)信號。為使該晶體閘流管截止，陽極到陰極的電流必須降低到一個(gè)低于該設(shè)備的保持電流值的值。
在技術(shù)上眾所周知的是，固態(tài)起動器或控制器，控制電機(jī)起動時(shí)從電源到該電機(jī)的電流流量。這些起動器具有晶體閘流管開關(guān)，能逐漸增大供給電機(jī)的電流。利用這些晶體閘流管開關(guān)，起動器調(diào)節(jié)晶體閘流管導(dǎo)電和通電的時(shí)間周期。換言之，起動器控制何時(shí)供給電機(jī)來自電源的電流。通過控制起動期間供給電機(jī)的電流，電機(jī)逐漸到達(dá)滿工作速度。
當(dāng)不用這種起動器起動電動機(jī)時(shí)，電動機(jī)獲取的電流可能過大，典型地是穩(wěn)態(tài)電流的6倍，即，到達(dá)滿工作速度的電流。這種大電流涌入可造成功率分配系統(tǒng)的電壓下降，導(dǎo)致光線暗淡和閃爍以及擾亂臨近設(shè)備。另外，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩可能急速上升而且振蕩，這些將對電機(jī)的機(jī)械部件或與之相連的任何器件產(chǎn)生負(fù)面影響。
起動器中的晶體閘流管故障也可能導(dǎo)致電機(jī)功能失常。晶體閘流管故障一般導(dǎo)致電源狀態(tài)不穩(wěn)定，這可能引起大的轉(zhuǎn)矩振蕩，能損壞電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械耦合和傳動裝置。當(dāng)前的一些晶體閘流管故障檢測器使用電子電路來檢測開路(open)晶體閘流管故障，即，晶體閘流管何時(shí)預(yù)定導(dǎo)通但又無法導(dǎo)通。這些晶體閘流管故障檢測器通過測量電源線上的變流器生成的三個(gè)電壓間接測量通過三根電源線的三個(gè)電流。這些三個(gè)電壓被整流和相加。這個(gè)和信號在理想情況下落入一定范圍，這個(gè)范圍是系統(tǒng)工作正常的特征范圍。如果和信號沒有落入這個(gè)預(yù)定范圍，而且這種情形持續(xù)了一個(gè)預(yù)定的時(shí)間周期，那么檢測器通知有故障。這個(gè)檢測器電路假設(shè)，在晶體閘流管故障的情況下，通過使該和信號出現(xiàn)過多波動的方式使電機(jī)電流波形失真。然而，這個(gè)假設(shè)有兩個(gè)問題可能引起檢測器故障。
首先，可能因晶體閘流管故障外的其他原因?qū)е码姍C(jī)電流波形失真。例如，電機(jī)可能工作于磁飽和。在這種情況下，影響和信號的波動可能使得故障檢測器錯(cuò)誤地檢測到一個(gè)故障狀態(tài)。第二，如果晶體閘流管無法開路，失真的和信號可能持續(xù)一段比預(yù)定時(shí)間短得多的時(shí)間周期，而且該故障變得無法檢測。縮短該預(yù)定時(shí)間將不僅增大檢測電路的靈敏性，而且可能導(dǎo)致誤檢測。
因此，在電機(jī)工作期間需要快速檢測一個(gè)出故障時(shí)打開的晶體閘流管，而不會引起誤檢測。

發(fā)明內(nèi)容
一種與本發(fā)明一致的方法檢測在一個(gè)通過輸入為負(fù)載提供功率的固態(tài)控制器或起動器中，一個(gè)晶體閘流管是否出故障打開。本方法包括測量在該輸入的一個(gè)周期期間提供給該負(fù)載的瞬時(shí)功率，確定該輸入周期內(nèi)提供給該負(fù)載的峰值功率，計(jì)算該輸入周期內(nèi)提供給該負(fù)載的平均功率，以及通過比較該峰值功率和平均功率的大小確定是否該晶體閘流管出故障時(shí)打開。
與本發(fā)明一致的裝置檢測在一個(gè)通過輸入為負(fù)載提供功率的固態(tài)控制器中，一個(gè)晶體閘流管是否出故障打開。該裝置包括一個(gè)用于測量在該輸入的一個(gè)周期期間提供給該負(fù)載的瞬時(shí)功率的功率計(jì)，包含一個(gè)程序，用于確定該輸入周期內(nèi)提供給該負(fù)載的峰值功率，計(jì)算該輸入周期內(nèi)提供給該負(fù)載的平均功率，以及通過比較該峰值功率和平均功率的大小確定該晶體閘流管是否出故障打開的存儲器；以及一個(gè)用于運(yùn)行該程序的處理器。
上述的概述和下面的詳細(xì)描述不應(yīng)限制本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。它們只是為使其他人實(shí)施本發(fā)明提供例子和說明。構(gòu)成本發(fā)明具體描述一部分的附圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，這些附圖與這些描述一起說明本發(fā)明的原理。


包含于內(nèi)而且構(gòu)成本說明書一部分的附圖示意了本發(fā)明的實(shí)施例，而且與這些描述一起用于說明本發(fā)明的原理。在這些附圖中，圖1為與本發(fā)明一致的，由帶有固態(tài)起動器或控制器、對負(fù)載供電的三相交流電源構(gòu)成的電路的原理圖；圖2的曲線圖表示電源線上的電流以及在圖1的三相交流電源112的電源線之間的電壓；圖3為用于檢測在一個(gè)固態(tài)電動機(jī)起動器中一個(gè)晶體閘流管是否出故障時(shí)打開的過程的流程圖；以及圖4描繪了適合使用與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
具體實(shí)現(xiàn)方式下面對本發(fā)明實(shí)施例的描述參考附圖。
圖1為與本發(fā)明一致的，帶有降壓固態(tài)控制器150、對負(fù)載102供電的三相交流電源112的原理圖。如上所述，起動器150在起動期間以一種眾所周知的方式降低提供給負(fù)載102的電流。負(fù)載102可包括一個(gè)三相電動機(jī)，它可驅(qū)動一個(gè)致冷系統(tǒng)的各個(gè)部件。該致冷系統(tǒng)可包括一個(gè)壓縮機(jī)，一個(gè)冷凝器，一個(gè)熱交換器以及一個(gè)蒸發(fā)器。
三相交流電源112通過第一電源線130、第二電源線132以及第三電源線136給負(fù)載102供電。每根電源線傳輸交流電流，但均具有不同的相位角。線130具有第一對晶體閘流管104，包括第一晶體閘流管142和第二晶體閘流管144。晶體閘流管142和144“背對背”連接，即，晶體閘流管142的陽極連接晶體閘流管144的陰極，反之亦然。類似于電源線130，電源線132具有第二對背對背連接的晶體閘流管106，而電源線136具有第三對背對背連接的晶體閘流管108。用于定時(shí)和觸發(fā)晶體閘流管對104、106和108的控制電路是眾所周知的，因此沒有示出。
三相電源112在電源線130、132和163上輸出具有正半周期和負(fù)半周期的正弦曲線電壓，每個(gè)電壓有不同的相位角。圖2的曲線圖表示在圖1的三相電源112的電源線130、132和136之間的電壓。曲線201表示電源線130和132之間的線間電壓Vab。曲線205表示電源線130和136之間的線間電壓Vac。曲線203表示電源線130和地之間的線間電壓Van。電源線130上點(diǎn)a的電壓超前電源線132上點(diǎn)b的電壓120°，點(diǎn)b的電壓又超前電源線136上點(diǎn)c的電壓120°(a-b-c旋轉(zhuǎn))。當(dāng)電壓Vab在正半周期時(shí)，晶體閘流管144可早在30°后觸發(fā)(a-b-c旋轉(zhuǎn))，而且直到電流的整個(gè)正半周期通過電源線130的電流為Ia，當(dāng)電壓Vab為負(fù)半周期時(shí)，晶體閘流管142可早在30°后觸發(fā)(a-b-c旋轉(zhuǎn))，而且直到電流的整個(gè)負(fù)半周期通過電源線130的電流為Ia。這個(gè)眾所周知的過程同樣適用于晶體閘流管對106和108。
然而如果負(fù)載102為一個(gè)電機(jī)在啟動期間加速，晶體閘流管142和144以延遲方式被觸發(fā)，以便控制供給電機(jī)102的電流。再參考圖2，曲線202和204表示當(dāng)負(fù)載102為電阻性，在晶體閘流管對104以延遲方式被觸發(fā)時(shí)通過電源線130的電流Ia。為示意起見，選擇阻性負(fù)載以簡化曲線202和204。盡管三相電機(jī)不是電阻性的，但在負(fù)載102為電機(jī)時(shí)本發(fā)明的操作也是類似的。曲線202表示正常操作，而曲線204表示晶體閘流管無法傳導(dǎo)時(shí)的操作。
對于曲線202，當(dāng)電壓Vab在正半周期而且晶體閘流管144以角α被觸發(fā)時(shí)，那么晶體閘流管144導(dǎo)通，而且電流Ia增大并在其正導(dǎo)通周期的前半部分跟隨(follow)電壓Vab，而在其正導(dǎo)通周期的后半部分跟隨電壓Vac，如區(qū)域206所示。當(dāng)電壓Vab在負(fù)半周期而且晶體閘流管142以角α被觸發(fā)時(shí)，那么晶體閘流管142導(dǎo)通，而且電流Ia降低并在其負(fù)導(dǎo)通周期的前半部分跟隨電壓Vab，而在其負(fù)導(dǎo)通周期的后半部分跟隨電壓Vac。該周期接著重復(fù)進(jìn)行。從曲線202可看出，電流Ia的DC分量在正常操作期間為0。這個(gè)分析是眾所周知的，而且對晶體閘流管對106和108也適用。
同樣地，對于曲線204，當(dāng)Vab在正半周期而且晶體閘流管144以角α被觸發(fā)時(shí)，那么晶體閘流管144導(dǎo)通，而且電流Ia增大并在其正導(dǎo)通周期的前半部分跟隨電壓Vab，而在其正導(dǎo)通周期的后半部分跟隨電壓Vac，如區(qū)域210所示。當(dāng)電壓Vab在負(fù)半周期而且晶體閘流管142在角α期間無法觸發(fā)或無法導(dǎo)通時(shí)，那么電流Ia在Van的負(fù)半周期期間仍為0，如曲線204的212部分所示。從曲線204可看出，電流Ia的DC分量在晶體閘流管無法導(dǎo)通時(shí)不為0。同樣地，這個(gè)眾所周知的分析也同樣適用于晶體閘流管對106和108。
在與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)中，第一電壓計(jì)110檢測第三電源線136和第一電源線130之間的瞬時(shí)電壓Vca，而第二電壓計(jì)111檢測第二電源線132和第三電源線136之間的瞬時(shí)電壓Vbc。在與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)中，第一磁耦合的安培計(jì)114檢測第一電源線130上的瞬時(shí)電流Ia，而第二磁耦合的安培計(jì)116檢測第二電源線132上的瞬時(shí)電流Ib。
第一安培計(jì)114包括變流器118、電阻器120以及電壓計(jì)122。斷開第一電源線130來測量電流Ia很方便，這樣第一安培計(jì)114能檢測磁感應(yīng)電流Ia。通過電源線130的交流電流Ia產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變磁場，它在變流器118中感應(yīng)一個(gè)電流，流過電阻120。電壓計(jì)122測量電阻器120之間的電壓，這個(gè)電壓確定通過電阻器120的電流，由此確定通過第一電源線130的電流Ia。同樣，第二安培計(jì)116也包括變流器124、電阻器126和電壓計(jì)128。應(yīng)注意的是，安培計(jì)114和116無法檢測通過第一電源線130和第二電源線132的直流電流，這是因?yàn)橹绷麟娏魃伸o態(tài)磁場，這個(gè)磁場無法在諸如變流器118或變流器124的固定線圈中感應(yīng)電流。
如果在任何電源線130、132或136中的晶體閘流管對104、106或108的任何一個(gè)晶體閘流管142-148出故障時(shí)打開，或無法導(dǎo)通，那么有故障的電源線只傳輸具有AC和非0 DC分量的單向電流。此外，如果任何一個(gè)晶體閘流管142-148出故障時(shí)打開，那么所有三根電源線的電流Ia、Ib和Ic都有AC和非0 DC分量。如上所述，安培計(jì)114和116無法檢測穩(wěn)態(tài)時(shí)電流的DC分量，但它們在故障事件后的轉(zhuǎn)換期間能檢測DC分量30～130ms。這個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間周期由變流器設(shè)計(jì)和變流器電阻值確定。因此，在出故障時(shí)打開狀態(tài)后的30～130ms，安培計(jì)114和116僅能檢測電流的AC分量，這個(gè)分量的值幾乎不受該故障的影響。
電機(jī)穩(wěn)態(tài)速率期間的晶體閘流管故障如果負(fù)載102為電機(jī)，而且如果在該電機(jī)正運(yùn)行于或約等于其額定速率時(shí)任何一個(gè)晶體閘流管142-148出故障時(shí)打開，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但該電機(jī)的轉(zhuǎn)矩包含疊加到一個(gè)正平均值上的大振蕩。如上所述，這些振蕩可能導(dǎo)致該系統(tǒng)出現(xiàn)機(jī)械或電氣故障。這些振蕩是具有非0 DC和AC分量的所有三個(gè)電流Ia、Ib和Ic導(dǎo)致的。電流Ia中的DC分量指示這個(gè)故障，但由于安培計(jì)114、116磁耦合，因此很難檢測該DC分量。
與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)測量第一瞬時(shí)線電流Ia，第二瞬時(shí)線電流Ib，第一瞬時(shí)線電壓Vca，以及第二瞬時(shí)線電壓Vbc。安培計(jì)114、116以及電壓計(jì)110、111每隔160ms或每周期約100次分別測量或抽樣電流Ia、Ib以及電壓Vca、Vbc。與本發(fā)明一致的方法或系統(tǒng)接著計(jì)算瞬時(shí)功率P為P＝Ia Vca+Ib Vbc。通過這種方式測量供給負(fù)載102的功率通常稱為“2-瓦特計(jì)”方法。
當(dāng)電機(jī)工作于穩(wěn)態(tài)沒有晶體閘流管故障時(shí)，P為恒定值。任何一個(gè)晶體閘流管142-148出故障時(shí)打開后，P保持為正值，但值改變而且有波動。因此，晶體閘流管故障將改變利用2-瓦特計(jì)方法測量的功率信號。
與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)接著計(jì)算每個(gè)周期期間的峰值功率Ppeak和平均功率Pavg。通過由電壓計(jì)110和111的測量計(jì)算的電壓Vab的正斜率零交叉確定一個(gè)周期。接著利用與本發(fā)明一致的方法或系統(tǒng)計(jì)算功率比＝(Ppeak-Pavg)/Pavg。
表I示出了峰值功率Ppeak，平均功率Pavg，峰值功率Ppeak和平均功率Pavg之差，以及在有晶體閘流管故障的電機(jī)全速工作期間的功率比。通過模擬790Hp(馬力)的電機(jī)得到該數(shù)據(jù)，其中晶體閘流管142-148中有一個(gè)閘流管在不同負(fù)載的電機(jī)全速工作時(shí)出故障打開。

表I電機(jī)全速期間的晶體閘流管故障從表I可看出，有出故障打開的晶體閘流管時(shí)，功率比的范圍從14.38％到114.29％。另一方面，當(dāng)電機(jī)在任何負(fù)載全速運(yùn)行而沒有出故障打開的晶體閘流管時(shí)，功率比接近0而且總是遠(yuǎn)小于10％。因此，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)在功率比超過一個(gè)第一預(yù)定門限時(shí)檢測到一個(gè)出故障打開的晶體閘流管。在這個(gè)模擬中，當(dāng)功率比的值(Ppeak-Pavg)/Pavg超過例如10％時(shí)識別一個(gè)出故障打開的晶體閘流管。
在試圖啟動電機(jī)前的晶體閘流管故障如果負(fù)載102為電機(jī)，而且如果在啟動器150試圖啟動電機(jī)時(shí)任何一個(gè)晶體閘流管142-148已經(jīng)發(fā)生故障，則該電機(jī)將不轉(zhuǎn)動。同樣，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)測量第一瞬時(shí)線電流Ia，第二瞬時(shí)線電流Ib，第一瞬時(shí)線電壓Vca以及第二瞬時(shí)線電壓Vbc。電壓計(jì)110、111以及安培計(jì)114、116每隔160ms或每個(gè)周期約100次分別測量電壓Vca、Vbc以及電流Ia、Ib。與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)接著計(jì)算瞬時(shí)功率P為P＝Ia Vca+Ib Vbc。如果在啟動之前任何一個(gè)晶體閘流管142-148發(fā)生故障，則提供給電機(jī)的功率平均值很小，引起電機(jī)損耗。
類似于前一情況，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)接著確定每個(gè)周期期間的峰值功率Ppeak和平均功率Pavg。通過由電壓計(jì)110和111的測量計(jì)算的電壓Vab的正斜率零交叉確定一個(gè)周期。接著，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)計(jì)算功率比＝(Ppeak-Pavg)/Pavg。
表II示出了峰值功率Ppeak、平均功率Pavg，峰值功率Ppeak與平均功率Pavg之差，以及當(dāng)啟動器150試圖啟動電機(jī)而且任何一個(gè)晶體閘流管142-148之前已出故障打開的功率比。

表II電機(jī)啟動前的晶體閘流管故障從模擬790馬力的電機(jī)可得到表II數(shù)據(jù)，其中一個(gè)晶體閘流管142-148在啟動器150試圖啟動電機(jī)前出故障打開。在該模擬中，峰值電機(jī)線電流被限制為一個(gè)預(yù)定值以控制電機(jī)的涌入電流。如上所述，當(dāng)啟動器150試圖啟動電機(jī)時(shí)，該電機(jī)得到的涌入電流可能過大，典型地為穩(wěn)態(tài)電流的6倍。因此，電機(jī)控制系統(tǒng)常限制所獲電流為一個(gè)預(yù)定值，這個(gè)預(yù)定值在此情況下為0.45 LRA√(2)，LRA為“鎖定轉(zhuǎn)子安培數(shù)”，即防止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)電機(jī)得到的電流。
從表II可看出，晶體閘流管142-148中有一個(gè)閘流管出故障打開時(shí)，功率比范圍在739.8％～1064.7％。另一方面，當(dāng)沒有出故障打開的晶體閘流管而且借助晶體閘流管142-148限制電流時(shí)，如表III所示，功率比顯著降低。表III示出了峰值功率Ppeak、平均功率Pavg，峰值功率Ppeak與平均功率Pavg之差，以及當(dāng)啟動器150試圖而且成功啟動電機(jī)以及所有晶體閘流管142-148工作正常時(shí)的功率比。表III數(shù)據(jù)是從模擬790馬力的電機(jī)得到的，其中所有晶體閘流管142-148工作正常，峰值線電流被限制為0.45 LRA√(2)。從表III可看出，功率比在正常操作期間范圍在207.5％～440.63％。

表III無晶體閘流管故障時(shí)啟動電機(jī)由于即使在成功啟動期間，即所有晶體閘流管142-148都正常轉(zhuǎn)換而且涌入電流受控時(shí)，功率比遠(yuǎn)大于0，因此必需小心謹(jǐn)慎。功率比大是由非正弦曲線的電機(jī)電流造成的，而這又是與啟動電機(jī)相關(guān)的非0點(diǎn)弧角導(dǎo)致的。當(dāng)啟動器150試圖啟動電機(jī)時(shí)，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)在功率比超出第二預(yù)定門限時(shí)檢測到一個(gè)故障時(shí)打開的晶體閘流管。在這個(gè)模擬例子中，600％的第二預(yù)定門限將足以用于檢測一個(gè)故障時(shí)打開的晶體閘流管，全速工作時(shí)這個(gè)第二預(yù)定門限與第一預(yù)定門限不同。
圖3為用于檢測在固態(tài)啟動器150中是否有任何一個(gè)晶體閘流管142-148故障時(shí)打開的過程的流程圖。首先，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)測量在該輸入的一個(gè)周期期間供給負(fù)載102的瞬時(shí)功率(步驟302)。接著，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)確定峰值功率(步驟304)并計(jì)算該周期內(nèi)供給負(fù)載102的平均功率(步驟306)。接著，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)確定該電機(jī)是否工作于穩(wěn)態(tài)速率(步驟308)。如果該電機(jī)工作于穩(wěn)態(tài)速率，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)利用第一預(yù)定門限確定是否任何一個(gè)晶體閘流管142-148故障時(shí)打開(步驟310)。如果該電機(jī)不是工作于穩(wěn)態(tài)速率，那么與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)確定該電機(jī)是否正啟動或加速(步驟312)。如果啟動器150試圖啟動該電機(jī)，與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)利用第二預(yù)定門限確定是否任何一個(gè)晶體閘流管142-148故障時(shí)打開(步驟314)。
圖4描繪了是適合使用與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)402包括存儲器404、輔助存儲設(shè)備406、諸如中央處理器(CPU)或微處理器的處理器408、輸入設(shè)備410、顯示設(shè)備414以及輸出設(shè)備412。輸入設(shè)備410可以是鍵盤、鼠標(biāo)或二者。顯示設(shè)備414可以是能顯示圖形用戶接口的陰極射線管(CRT)。存儲器414和輔助存儲416可存儲處理器408執(zhí)行和使用的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。尤其是存儲器404存儲用于實(shí)現(xiàn)過程300的應(yīng)用416。處理器408連接第一電壓計(jì)110、第二電壓計(jì)111、第一安培計(jì)114以及第二安培計(jì)116。因此，處理器408可輸入瞬時(shí)電壓Vca、瞬時(shí)電壓Vbc、瞬時(shí)電流Ia以及瞬時(shí)電流Ib。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識到，可對前面的例子進(jìn)行各種修正和改進(jìn)而不偏離本發(fā)明的范圍或精神。例如，即使最通用的受控整流器為晶體閘流管，但任何類型的受控整流器都能滿足要求。而且，盡管上面使用了兩個(gè)安培計(jì)和電壓計(jì)，但也可能使用兩個(gè)以上的安培計(jì)和電壓計(jì)，或只使用一個(gè)。此外，負(fù)載可能不是電機(jī)；與本發(fā)明一致的方法和系統(tǒng)適用任何類型的負(fù)載。當(dāng)負(fù)載不是電機(jī)時(shí)，該固態(tài)啟動器可稱之為固態(tài)控制器。
在題目為“用于檢測一個(gè)故障的晶體閘流管的方法和裝置”，代理人卷號04646.0167-00000，同一天申請且轉(zhuǎn)讓給同一受讓人的專利申請中，公開了用于檢測故障晶體閘流管的另一種方法和裝置，在此作為參考。在題目為“固態(tài)開關(guān)的高效驅(qū)動器電路”，代理人卷號04646.0166-00000，同一天申請且轉(zhuǎn)讓給與這個(gè)申請相同的受讓人的專利申請中，公開了一種用于觸發(fā)或驅(qū)動一個(gè)晶體閘流管或固態(tài)開關(guān)的方法和裝置，在此作為參考。
本發(fā)明的描述并不限制本發(fā)明。相反，提供了允許普通技術(shù)人員理解實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同方式的例子和說明。下面的權(quán)利要求書定義了本發(fā)明的真正的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種在一個(gè)通過輸入為負(fù)載提供功率的固態(tài)控制器中，用于檢測一個(gè)晶體閘流管是否出故障打開的方法，所述方法包括測量在該輸入的一個(gè)周期期間提供給該負(fù)載的瞬時(shí)功率；確定在該輸入周期提供給該負(fù)載的峰值功率；計(jì)算在該輸入周期提供給該負(fù)載的平均功率；以及通過比較該峰值功率和平均功率的大小來確定是否該晶體閘流管出故障打開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中確定晶體閘流管是否出故障打開的步驟包括通過從峰值功率中減去平均功率來計(jì)算功率差；以及通過將該功率差除以平均功率確定功率比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管，該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的晶體閘流管狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括當(dāng)控制器不降低施加到負(fù)載的電壓時(shí)，通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括當(dāng)負(fù)載正啟動時(shí)，通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中測量瞬時(shí)功率包括將該負(fù)載的第一輸入功率與該負(fù)載的第二輸入功率相加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中負(fù)載為電機(jī)，而且其中測量瞬時(shí)功率包括測量該電機(jī)的瞬時(shí)功率。
8.一種在一個(gè)通過輸入為負(fù)載提供功率的固態(tài)控制器中，用于檢測一個(gè)晶體閘流管是否出故障打開的裝置，所述裝置包括用于測量在該輸入一個(gè)周期期間提供給該負(fù)載的瞬時(shí)功率的裝置；用于確定在該輸入周期提供給該負(fù)載的峰值功率的裝置；用于計(jì)算在該輸入周期提供給該負(fù)載的平均功率的裝置；以及通過比較該峰值功率和平均功率的大小來確定該晶體閘流管是否出故障打開的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中確定晶體閘流管是否出故障打開的裝置包括通過從峰值功率中減去平均功率來計(jì)算功率差的裝置；以及通過將該功率差除以平均功率來確定功率比的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，包括用于通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管，該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的晶體閘流管狀態(tài)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，包括當(dāng)控制器不降低施加到負(fù)載的電壓時(shí)，用于通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的狀態(tài)的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，包括當(dāng)負(fù)載正啟動時(shí)，用于通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的狀態(tài)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中測量瞬時(shí)功率的裝置包括用于將該負(fù)載的第一輸入功率與該負(fù)載的第二輸入功率相加的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中負(fù)載為電機(jī)。
15.一種在一個(gè)通過輸入為負(fù)載提供功率的固態(tài)控制器中，用于檢測一個(gè)晶體閘流管是否出故障打開的裝置，所述裝置包括用于測量在該輸入一個(gè)周期期間提供給該負(fù)載的瞬時(shí)功率的功率計(jì)；一個(gè)存儲器，包含一個(gè)程序，用于確定在該輸入周期提供給該負(fù)載的峰值功率，計(jì)算在該輸入周期提供給該負(fù)載的平均功率，以及通過比較該峰值功率和平均功率的大小來確定是否該晶體閘流管出故障打開；以及用于運(yùn)行該程序的處理器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中該程序還用于通過從峰值功率中減去平均功率計(jì)算功率差，以及通過將該功率差除以平均功率確定功率比，來確定該晶體閘流管是否出故障打開。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中該程序還用于通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管，該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的晶體閘流管狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中該程序還用于當(dāng)控制器不降低施加到負(fù)載的電壓時(shí)，通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的狀態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中該程序還用于當(dāng)負(fù)載正啟動時(shí)，通知一個(gè)出故障打開的晶體閘流管該功率比超過一個(gè)預(yù)定門限時(shí)的狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中功率計(jì)測量瞬時(shí)功率為該負(fù)載的第一輸入功率與該負(fù)載的第二輸入功率之和。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中負(fù)載為電機(jī)。
全文摘要
一種用于檢測在一個(gè)負(fù)載的交流輸入相位中,一個(gè)晶體閘流管是否出故障打開的與本發(fā)明一致的方法或系統(tǒng),包括測量在該輸入的一個(gè)周期期間提供給該負(fù)載的瞬時(shí)功率,確定該輸入周期內(nèi)提供給該負(fù)載的峰值功率,計(jì)算該輸入周期內(nèi)提供給該負(fù)載的平均功率,以及通過比較該峰值功率和平均功率的大小確定是否該晶體閘流管出故障時(shí)打開。
文檔編號G01R19/00GK1369064SQ00811512
公開日2002年9月11日 申請日期2000年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月13日
發(fā)明者伊凡·加德里克, 哈羅德·R·施內(nèi)特茲卡 申請人:約克國際有限公司