專利名稱：驅(qū)動(dòng)故障保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電力驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于檢測(cè)電容器組保護(hù)的驅(qū)動(dòng)狀況的技術(shù)。
背景技術(shù)：
各種電力系統(tǒng)包括用于將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(諸如電力驅(qū)動(dòng)器和電動(dòng)機(jī))。電力驅(qū)動(dòng)器包括用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的扭矩、速度、位置和/或性能進(jìn)行控制的裝置或裝置組。該驅(qū)動(dòng)器可連接至諸如電池、電力供應(yīng)器、或交流(AC)發(fā)電機(jī)的電源，并且可對(duì)從電源到電動(dòng)機(jī)的電力傳輸進(jìn)行控制，該電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。電力驅(qū)動(dòng)器通常包括與特定驅(qū)動(dòng)器的功率輸入線串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的電容器組。傳統(tǒng)上，電容器組提供無(wú)功功率，其減少電容器組的上流線中的電流以提高相關(guān)聯(lián)的電力驅(qū)動(dòng)器的電壓和功率因數(shù)。提高驅(qū)動(dòng)器的電壓和功率因數(shù)減少了驅(qū)動(dòng)器中的線路損耗，從而提高了驅(qū)動(dòng)器的效率和性能。電容器組還可被配置為L(zhǎng)CL濾波器，其用于減少來(lái)自為該驅(qū)動(dòng)器供電的交流電流的諧波。電容器組經(jīng)常與附加零件合作以促進(jìn)驅(qū)動(dòng)保護(hù)。一般地，電容器組耦接有用于保護(hù)電力驅(qū)動(dòng)器的熔絲、電涌放電器和保護(hù)繼電器。在電力驅(qū)動(dòng)器的工作期間內(nèi)，電容器組容易變得不均衡。例如，如果電容器組中的電容器單元之一出現(xiàn)故障，或者裝有熔絲的組中發(fā)生熔斷操作，則會(huì)發(fā)生不均衡的狀況。這樣的狀況可導(dǎo)致剩余電容器單元上的高電壓，其可對(duì)剩余電容器單元或任何相關(guān)聯(lián)的組件造成損害。一些驅(qū)動(dòng)器涉及對(duì)電容器組中的這種不均衡狀況進(jìn)行檢測(cè)的不均衡檢測(cè)方案?，F(xiàn)有的方法通常適合于檢測(cè)某些配置的電容器組(例如，接地和不接地系統(tǒng)分流電容器組中)中的不均衡狀況。但是，不是所有類型的電力驅(qū)動(dòng)器都使用相同類型的電容器組配置。實(shí)際上，電力驅(qū)動(dòng)器用于廣泛的工業(yè)應(yīng)用，而且不同的應(yīng)用通常使用具有不同電容器組配置的驅(qū)動(dòng)器。例如，適合于相對(duì)較低功率配置的電力驅(qū)動(dòng)器可使用角型連接(corner-connect)的電容器組配置。被配置用于Y型連接的電容器組的典型不均衡檢測(cè)方案可能不適合于角型連接的電容器組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體上涉及用于檢測(cè)電力驅(qū)動(dòng)器的電容器組中的不均衡的技術(shù)。具體地，該不均衡檢測(cè)方案可適合于檢測(cè)具有不同電容器組配置的不同電力驅(qū)動(dòng)器中的不均衡。一些實(shí)施例包括采用一組或更多組放電電阻器，以使得電容器組放電并且形成電容器組的中性點(diǎn)。在不同的實(shí)施例中，該節(jié)點(diǎn)可為中性-中性點(diǎn)或中性-地點(diǎn)。實(shí)施例還包括測(cè)量該點(diǎn)處的電壓，以確定電容器組的狀況(例如，正常工作或不均衡)。


當(dāng)參考附圖閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在所有附圖中相同的符號(hào)表示相同的部分，其中圖I是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用的電路圖；圖2是用于測(cè)量在可與本技術(shù)實(shí)施例一起使用的兩個(gè)Y型連接的電容器之間的中性電壓或電流的典型方法的電路圖；圖3是表示用于測(cè)量可與本技術(shù)實(shí)施例一起使用的Y型連接的電容器組的中性點(diǎn)對(duì)地電壓的典型方法的電路圖； 圖4是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的表示用于測(cè)量具有Y型連接的電容器組的驅(qū)動(dòng)器中的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓的電路的電路圖；圖5是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的表示當(dāng)已發(fā)生電容器組不均衡時(shí)的中性-中性點(diǎn)的電壓狀況的曲線圖，其中電壓狀況是根據(jù)圖4所示的電路測(cè)量的；圖6是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的表示用于測(cè)量角型連接的電容器組中的中性點(diǎn)對(duì)地電壓的電路的電路圖；圖7是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的表示當(dāng)角型連接的電容器組中已發(fā)生電容器組不均衡時(shí)的中性-地節(jié)點(diǎn)的電壓狀況的曲線圖，其中電壓狀況是根據(jù)圖6所示的電路測(cè)量的；圖8是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的表示用于測(cè)量角型連接的電容器組中的中性-中性電壓的方法的電路圖；以及圖9是根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的表示當(dāng)角型連接的電容器組中已發(fā)生電容器組不均衡時(shí)的中性-中性點(diǎn)的電壓狀況的曲線圖，其中電壓狀況是根據(jù)圖8所示的電路測(cè)量的。圖10的流程圖示出了用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器的電容器中的不均衡的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明總體上涉及用于檢測(cè)具有不同電容器組配置的驅(qū)動(dòng)器中的電容器組不均衡的技術(shù)。實(shí)施例包括用于測(cè)量驅(qū)動(dòng)器電壓以確定何時(shí)和/或是否已發(fā)生電容器組不均衡的系統(tǒng)和方法。一些實(shí)施例涉及將放電電阻器配置到電容器組以及測(cè)量電容器組處的中性點(diǎn)對(duì)地電壓或中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓。放電電阻器取決于電容器組和/或驅(qū)動(dòng)器的配置而安裝在不同位置并且可具有不同的阻抗。轉(zhuǎn)向附圖，圖I圖示可用于各種應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的例示性應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10 (也稱為驅(qū)動(dòng)器10)包括轉(zhuǎn)換器12，轉(zhuǎn)換器12被配置為從一個(gè)或更多個(gè)電源14接收交流電流并且將交流電流轉(zhuǎn)換成被施加于直流(DC)總線16的直流電流。驅(qū)動(dòng)器10還包括逆變器18，逆變器18通過(guò)直流總線16接收直流功率并且對(duì)來(lái)自直流總線16的直流功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出交流功率。連接到逆變器18的電動(dòng)機(jī)20由經(jīng)逆變器18轉(zhuǎn)換的交流功率驅(qū)動(dòng)。取決于驅(qū)動(dòng)器10所工作的電力系統(tǒng)，可能需要不同類型的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20。在一個(gè)實(shí)施例中，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10還包括電容器組22，其被配置為過(guò)濾與直流總線16相關(guān)聯(lián)的諧波。盡管示出的實(shí)施例圖示了三相電壓，但是應(yīng)當(dāng)指出，在不同的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器10可適合于輸入和輸出不同相的電壓(例如，單相電壓，兩相電壓)。電容器組22的每個(gè)電容器26串聯(lián)連接到驅(qū)動(dòng)器10的相應(yīng)的功率輸入線24，并且與電容器組22的其它電容器26并聯(lián)連接。盡管示出的實(shí)施例包括一個(gè)具有若干電容器單元26的電容器組22，但是在一些實(shí)施例中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器10中可使用多個(gè)電容器組22。電容器組22存儲(chǔ)來(lái)自電源14的交流功率的一部分，并且在每個(gè)循環(huán)中將所存儲(chǔ)的能量返還給電源14。該返還的功率(也稱為無(wú)功功率)降低了功率輸入線24中的電流，并且提高了驅(qū)動(dòng)器10的電壓和功率因數(shù)。提高電壓和功率因數(shù)降低了驅(qū)動(dòng)器10中的線路損耗，從而提高了驅(qū)動(dòng)器10的效率和性能。電容器組22還可被配置為L(zhǎng)CL濾波器，LCL濾波器用于減少來(lái)自驅(qū)動(dòng)器10的功率輸入線24中的交流電流的諧波。如圖I所示，在一些實(shí)施例中，電容器組22被連接在LCL濾波器配置中的兩組電感器23、25之間。在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的工作期間，電容器組22容易受線路瞬態(tài)響應(yīng)或其它不期望狀況的影響。因此，如果電容器組22中的電容器單元26之一出現(xiàn)故障，或者多個(gè)電容器組的群組中的電容器組22出現(xiàn)故障，則會(huì)發(fā)生不均衡狀況。如果裝有熔絲的組中發(fā)生熔斷操作，則也會(huì)發(fā)生不均衡狀況。這種不均衡狀況會(huì)導(dǎo)致剩余電容器單元26或剩余電容器組22上的相對(duì)高的電壓，這會(huì)對(duì)電容器單元26、電容器組22和/或任何相關(guān)聯(lián)的組件造成損害。例如，當(dāng)剩余電容器單元26經(jīng)受相對(duì)高的電壓時(shí)，輸入諧波會(huì)顯著增加使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10可能再也無(wú)法在諧波閾值之內(nèi)工作。另外，如果高電壓沒(méi)有立即從剩余電容器單元26降低，則會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的驅(qū)動(dòng)故障。

一些驅(qū)動(dòng)器涉及用于檢測(cè)電容器組中的不均衡狀況的不均衡檢測(cè)方案。現(xiàn)有的方法通常適合于檢測(cè)特定配置的電容器組(例如接地和不接地Y型連接分流電容器組)中的不均衡狀況。例如，如圖2所示，在節(jié)點(diǎn)28處測(cè)量?jī)蓚€(gè)并聯(lián)電容器組22A、22B之間的電流差或電壓差，以確定是否發(fā)生了不均衡。如圖3所示，典型的不均衡保護(hù)方案的另一示例涉及監(jiān)控Y型連接配置中的電容器組22的中性點(diǎn)對(duì)地電壓。由于從圖3的Y型連接電容器組22的中性點(diǎn)30測(cè)量中性點(diǎn)對(duì)地電壓，在正常工作狀況下，中性點(diǎn)對(duì)地電壓近似為零。當(dāng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓不是近似為零時(shí)，確定為發(fā)生了故障。盡管典型的不均衡檢測(cè)方案可用于某些類型的Y型連接的電容器組，但是這樣的方法不適合于具有不同配置的電容器組的不同類型的驅(qū)動(dòng)器。例如，用于圖2中所示的電路的不均衡檢測(cè)方案通常需要兩個(gè)電容器組22A和22B并聯(lián)，使得能夠在兩個(gè)并聯(lián)的電容器組22A和22B之間檢測(cè)不均衡。另外，用于圖3所示的電路的不均衡檢測(cè)方案基于中性-地節(jié)點(diǎn)30處的非零電壓測(cè)量來(lái)檢測(cè)不均衡。因此，通常在系統(tǒng)的接地配置已知時(shí)使用這樣的方案。另外，當(dāng)電容器組具有從其獲取電壓測(cè)量的中性點(diǎn)時(shí)，可使用這樣的傳統(tǒng)方案。但是，不是每個(gè)類型的驅(qū)動(dòng)器都采用兩個(gè)電容器組，并且不是每個(gè)類型的電容器組配置都具有用于中性點(diǎn)對(duì)地電壓測(cè)量或中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓測(cè)量的中性點(diǎn)。例如，角型連接的電容器由于其成本和大小而通常被優(yōu)選用于適合于較低功率的工業(yè)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10。由于角型連接的電容器組通常不具有中性點(diǎn)，所以關(guān)于圖2和圖3說(shuō)明的典型方法可能不適合作為用于角型連接的電容器組的不均衡檢測(cè)方案。根據(jù)在非中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓來(lái)檢測(cè)不均衡通常是困難的。在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，使用一個(gè)或更多個(gè)放電電阻器來(lái)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)器的電容器組中的中性點(diǎn)，以提高不同配置的電容器組中的不均衡檢測(cè)。圖4中所示的驅(qū)動(dòng)器10的一部分(圖I)包括Y型連接配置的電容器組22和放電電阻器32。放電電阻器32中的每一個(gè)與電容器組22中的電容器26并聯(lián)連接。放電電阻器被配置為在一定量的時(shí)間內(nèi)使得電容器26放電。由于放電電阻器32被配置為在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10停止工作后使電容器組22中的電容器26放電，所以在電容器組22與放電電阻器32的放電側(cè)(例如，電阻器32的與功率輸入線24相對(duì)的側(cè))之間創(chuàng)建中性點(diǎn)34。由于放電電阻器32在電容器組22上創(chuàng)建了中性點(diǎn)34，所以第二電容器組22對(duì)于創(chuàng)建中性點(diǎn)是不必要的。在僅需要一個(gè)電容器組22的應(yīng)用中(例如，較低功率驅(qū)動(dòng)應(yīng)用)，這樣的配置可導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)成本、復(fù)雜度和/或工作效率的實(shí)質(zhì)性改進(jìn)。當(dāng)電容器組22在正常狀況下工作時(shí)，在中性點(diǎn)34處(例如通過(guò)電壓計(jì)36)測(cè)量的電壓(也稱為中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓)近似為零。當(dāng)中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓不為零時(shí)，則可能發(fā)生了故障。在一些實(shí)施例中，處理器38可接收中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓40、或指示中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓的信號(hào)，并且確定何時(shí)或是否發(fā)生了故障。如本文中所使用的，處理器38指能夠執(zhí)行為執(zhí)行本發(fā)明的任務(wù)所需要的運(yùn)算或計(jì)算的任何機(jī)器，例如控制驅(qū)動(dòng)電壓的測(cè)量，對(duì)測(cè)量進(jìn)行分析，指示對(duì)測(cè)量的分析等。在一些實(shí)施例中，處理器38 (也用在圖6和圖8中，如將要描述的)被配置(例如被編程)成基于中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓40的分析，來(lái)確定發(fā)生了何種類型的故障或何處發(fā)生了故障。然后，處理器38對(duì)故障狀況做出反應(yīng)。例如，在一些實(shí)施例中，處理器38對(duì)一個(gè)或更多個(gè)元件(例如電容器26或電容器組22)進(jìn)行分流，關(guān)閉發(fā)生故障的整個(gè)驅(qū)動(dòng)器10，和/或提供關(guān)于故障狀況的指示(例如給用戶)。圖5是在圖4中的中性點(diǎn)34處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓40關(guān)于時(shí)間軸44和電壓軸46的曲線圖42。在點(diǎn)IOOms之前，中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓40近似為零，這表示電容器組22工作正常。在點(diǎn)IOOms之后，中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓40不再為零并且開(kāi)始在約350V至-350V之間振蕩。該非零的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓40表示電容器組22的至少一個(gè)相不再正常工作。處理器38檢測(cè)到該變化并確定發(fā)生了故障。涉及使用放電電阻器32的本技術(shù)也適用于不同配置的電容器組。如圖6所示，放電電阻器32連接至具有角型連接的電容器組48的驅(qū)動(dòng)器。如所討論的，與Y型連接的電容器組22不同，典型的角型連接的電容器組48不具有中性點(diǎn)。然而，在一些實(shí)施例中，放電電阻器32串聯(lián)連接到角型連接的電容器組48中的兩個(gè)電容器26。放電電阻器32使角型連接的電容器組48中的電容器26放電，這在放電電阻器32的放電側(cè)(例如，放電電阻器32與電容器26相對(duì)的側(cè))與地電勢(shì)51之間創(chuàng)建中性點(diǎn)50。對(duì)在中性點(diǎn)50處測(cè)量(例如通過(guò)電壓計(jì)36)的電壓(也稱為中性點(diǎn)對(duì)地電壓)進(jìn)行分析，從而確定電容器組48的狀況。與關(guān)于圖4討論的實(shí)施例類似,在一些實(shí)施例中，處理器38接收中性點(diǎn)對(duì)地電壓54或與中性點(diǎn)對(duì)地電壓相對(duì)應(yīng)的信號(hào)54，并對(duì)信號(hào)54進(jìn)行分析以確定電容器組48是否在正常工作或是否發(fā)生了故障。通常，節(jié)點(diǎn)50處的正常工作電壓測(cè)量取決于所關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器的接地狀況而不同。例如，如果驅(qū)動(dòng)器為Y型連接，則當(dāng)電容器組48在正常狀況下工作時(shí)，從節(jié)點(diǎn)50測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)地電壓54近似為零。如果驅(qū)動(dòng)器為角型接地，則從節(jié)點(diǎn)50測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)地電壓54近似為輸入相電壓，該電壓通常為固定電壓。如果中性點(diǎn)對(duì)地電壓54不是近似為零且不是類似于輸入相電壓，則可以確定為發(fā)生了故障。在一些實(shí)施例中，處理器38被配置為確定驅(qū)動(dòng)器的接地配置以及驅(qū)動(dòng)器的其它工作狀況(例如，獲取接地配置的用戶輸入，測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓以確定接地配置，確定輸入相電壓) ，從而基于驅(qū)動(dòng)器的特定配置確定電容器組48中是否發(fā)生了故障。在其它實(shí)施例中，如果中性點(diǎn)對(duì)地電壓54既不是零也不是固定電壓，則處理器可以簡(jiǎn)單地確定為發(fā)生了故障。圖7是在圖6的節(jié)點(diǎn)50處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)地電壓54關(guān)于時(shí)間軸44和電壓軸46的曲線圖56。在點(diǎn)IOOms之前，中性點(diǎn)對(duì)地電壓54近似為零，這表示電容器組48工作正常。在點(diǎn)IOOms之后，中性點(diǎn)對(duì)地電壓54不再為零并且開(kāi)始在約120V至-120V之間振蕩。對(duì)于Y型連接的系統(tǒng)或角型接地的系統(tǒng)而言，該非零的并且非固定的中性點(diǎn)對(duì)地電壓54表示電容器組48不再正常工作。根據(jù)本實(shí)施例，處理器38檢測(cè)到該變化并確定發(fā)生了故障。圖8示出了用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器的電容器組中的不均衡的另一實(shí)施例。圖8所示的實(shí)施例涉及使用放電電阻器32的兩個(gè)集合(例如，電阻器32a的集合和電阻器32b的集合)，在每組放電電阻器32之間創(chuàng)建中性點(diǎn)58。更具體地，放電電阻器32a的集合使角型連接的電容器組48中的電容器26放電且放電電阻器32b的集合使輸入功率線24放電，這在每組電阻器32a和32b的放電側(cè)(例如，電阻器32與功率輸入線24相對(duì)的側(cè))之間創(chuàng)建中性點(diǎn)58。對(duì)在中性點(diǎn)58處測(cè)量(例如通過(guò)電壓計(jì)36)的電壓(也稱為中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓)進(jìn)行分析，從而確定電容器組48的狀況。處理器38接收中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60或與中性點(diǎn)對(duì)地電壓相對(duì)應(yīng)的信號(hào)60，并對(duì)信號(hào)60進(jìn)行分析以確定電容器組48是否在正常工作或是否發(fā)生了故障。由于在放電電阻器32的兩個(gè)集合之間的中性點(diǎn)處測(cè)量中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60，所以當(dāng)電容器組48在正常狀況下工作時(shí)，節(jié)點(diǎn)58處的電壓測(cè)量近似為零。如果中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60不是近似為零，則可能發(fā)生了故障。與關(guān)于圖4和圖6描述的實(shí)施例類似，處理器38適于控制中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60的測(cè)量、分析中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60、確定是否發(fā)生了故障和/或?qū)收献龀龇磻?yīng)(例如，停止驅(qū)動(dòng)器的操作、分流驅(qū)動(dòng)器中的元件、指示故障的存在)。圖9是在圖8中的節(jié)點(diǎn)58處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60關(guān)于時(shí)間軸44和電壓軸46的曲線圖62。在點(diǎn)IOOms之前，中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60近似為零，這表示電容器組48工作正常。在點(diǎn)IOOms之后，中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60不再為零并且開(kāi)始在約120V至-120V之間振蕩。該非零的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓60表示電容器組48不再正常工作。處理器38檢測(cè)到該變化并確定發(fā)生了故障。圖10的流程圖示出了用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器的電容器中的不均衡的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例。如圖10所示，如塊62所表示的，處理60以對(duì)驅(qū)動(dòng)器配置放電電阻器而開(kāi)始。配置放電電阻器包括將放電電阻器連接至驅(qū)動(dòng)器的電容器組，其中所連接的放電電阻器具有適合于在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)電容器組進(jìn)行放電的阻抗。取決于電容器組的配置(例如，Y型連接、角型連接)和/或相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器的配置，每個(gè)放電電阻器可以與電容器組中的一個(gè)或更多個(gè)電容器串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。放電電阻器使電容器組放電以在放電電阻器的放電側(cè)(例如，與驅(qū)動(dòng)器的電容器組和/或功率輸入線相對(duì)的側(cè))創(chuàng)建中性點(diǎn)。如塊64所表示的，處理60包括測(cè)量該中性點(diǎn)處的電壓。在不同實(shí)施例中，所測(cè)量的電壓可以是中性點(diǎn)對(duì)地電壓(如關(guān)于圖6所描述的)或中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓(如關(guān)于圖4和8所描述的)。所測(cè)量的電壓可取決于所監(jiān)控的電容器組的配置和/或驅(qū)動(dòng)器的配置而不同。如塊66所表示的，所測(cè)量的電壓被傳輸至驅(qū)動(dòng)器的處理器。如塊68所表示的，處理器被配置為接收、處理和/或分析所測(cè)量的電壓，從而基于所測(cè)量的電壓檢測(cè)電容器組的狀況。例如，如果所測(cè)量的電壓近似為零(或者，在一些實(shí)施例中近似等于輸入相電壓)，則處理器可以確定電容器組工作正常。替代地，處理器可以確定電容器組不均衡。在一些實(shí)施例中，處理器還被配置為對(duì)檢測(cè)到的不均衡做出響應(yīng)。例如，在一些實(shí)施例中，處理器停止驅(qū)動(dòng)器工作、對(duì)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或更多個(gè)元件分流、和/或向驅(qū)動(dòng)器的用戶提供電容器組不均衡的指示。根據(jù)本發(fā)明還包括如下技術(shù)方案1. 一種方法，包括以下步驟用驅(qū)動(dòng)器的功率轉(zhuǎn)換器將通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)器的功率輸入線接收的交流功率轉(zhuǎn)換為直流功率；通過(guò)直流總線將所述直流功率傳輸至所述驅(qū)動(dòng)器的逆變器；用所述逆變器將經(jīng)由所述直流總線接收的所述直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率；使用電容器組向所述驅(qū)動(dòng)器提供無(wú)功功率，其中所述電容器組耦接至所述功率輸入線；使用放電電阻器集合使得所述電容器組放電，其中所述放電電阻器耦接至所述電容器組；測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓，其中所述測(cè)量點(diǎn)連接至所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)；將所測(cè)量的電壓傳輸至處理器；以及用所述處理器基于所測(cè)量的電壓確定所述電容器組中是否存在不均衡。2.根據(jù)方案I所述的方法，其中所述測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓的步驟包括測(cè)量所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)與所述電容器組的中性點(diǎn)之間的電壓。3.根據(jù)方案2所述的方法，其中確定是否存在不均衡的步驟包括確定在所述測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓不是近似為零。4.根據(jù)方案I所述的方法，其中所述測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓的步驟包括測(cè)量所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)與地電勢(shì)之間的電壓。5.根據(jù)方案4所述的方法，其中確定是否存在不均衡的步驟包括確定在所述測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)地電壓不是近似為零、或不是近似等于所述驅(qū)動(dòng)器的輸入相電壓。6.根據(jù)方案I所述的方法，其中所述測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓的步驟包括測(cè)量所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)與附加的放電電阻器集合的中性點(diǎn)之間的電壓，其中所述附加的放電電阻器集合被配置為使得所述功率輸入線放電。7.根據(jù)方案6所述的方法，其中確定是否存在不均衡的步驟包括確定在所述測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓不是近似為零。8.根據(jù)方案I所述的方法，包括當(dāng)檢測(cè)到不均衡時(shí)使所述驅(qū)動(dòng)器停用或分流所述驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)兀件。9.根據(jù)方案I所述的方法，包括向所述驅(qū)動(dòng)器的用戶提供對(duì)檢測(cè)到的不均衡的指
/Jn o10. 一種驅(qū)動(dòng)器，包括功率轉(zhuǎn)換器，其被配置為接收來(lái)自電源的交流功率并將該交流功率裝換為直流功率；逆變器，其被配置為接收來(lái)自所述功率轉(zhuǎn)換器的直流功率并輸出交流功率；電容器組，其被配置為向所述驅(qū)動(dòng)器提供無(wú)功功率，其中所述電容器組耦接在所述電源和所述功率轉(zhuǎn)換器之間；放電電阻器集合，其被配置為使得所述電容器組放電，其中所述放電電阻器集合中的每個(gè)放電電阻器與所述電容器組中的一個(gè)或更多個(gè)電容器串聯(lián)連接或并聯(lián)連接；以及位于所述放電電阻器集合的放電側(cè)的中性點(diǎn)，其中針對(duì)指示所述電容器組的工作狀況的電壓而測(cè)量所述中性點(diǎn)。11.根據(jù)方案10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述放電電阻器集合中的每個(gè)放電電阻器與一個(gè)或更多個(gè)電容器并聯(lián)連接，以及其中所述中性點(diǎn)在所述放電電阻器集合的放電側(cè)與所述電容器組的中性側(cè)之間。12.根據(jù)方案11所述的驅(qū)動(dòng)器，包括處理器，所述處理器被配置為當(dāng)所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓不是近似為零時(shí)檢測(cè)到不均衡。13.根據(jù)方案10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中每個(gè)放電電阻器與一個(gè)或更多個(gè)電容器串聯(lián)連接，以及其中所述中性點(diǎn)在所述放電電阻器集合的放電側(cè)與地電勢(shì)之間。
14.根據(jù)方案13所述的驅(qū)動(dòng)器，包括處理器，所述處理器被配置為當(dāng)所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓不是近似為零且不是近似等于由所述電源供應(yīng)的輸入相電壓時(shí)檢測(cè)到不均衡。15.根據(jù)方案10所述的驅(qū)動(dòng)器，包括附加的放電電阻器集合，所述附加的放電電阻器集合被配置為使得所述電源與所述功率轉(zhuǎn)換器之間的輸入功率線放電，其中所述放電電阻器集合與所述附加的放電電阻器集合并聯(lián)連接。16.根據(jù)方案15所述的驅(qū)動(dòng)器，其中每個(gè)放電電阻器與一個(gè)或更多個(gè)電容器串聯(lián)連接，以及其中所述中性點(diǎn)在所述放電電阻器集合的放電側(cè)與所述附加的放電電阻器集合的放電側(cè)之間。17.根據(jù)方案16所述的驅(qū)動(dòng)器，包括處理器，所述處理器被配置為當(dāng)所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓不是近似為零時(shí)檢測(cè)到不均衡。18. 一種電容器組保護(hù)系統(tǒng)，包括電容器組，其包括一個(gè)或更多個(gè)電容器，其中所述電容器組被配置為向包括功率轉(zhuǎn)換器、逆變器和耦接至所述功率轉(zhuǎn)換器的電容器組的驅(qū)動(dòng)器提供無(wú)功功率，其中所述功率轉(zhuǎn)換器被配置為將交流功率轉(zhuǎn)換為被施加于直流總線上的直流功率，所述逆變器被配置為對(duì)來(lái)自所述直流總線的直流功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出交流功率；放電電阻器集合，其被配置為使得所述一個(gè)或更多個(gè)電容器放電；位于所述放電電阻器集合的放電側(cè)的中性點(diǎn)，其中針對(duì)指示所述電容器組的工作狀況的電壓而測(cè)量所述中性點(diǎn)；以及處理器，其被配置為基于在所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓來(lái)檢測(cè)所述電容器組的不均衡。19.根據(jù)方案18所述的電容器組保護(hù)系統(tǒng)，其中所述中性點(diǎn)在所述放電電阻器集合的放電側(cè)與所述電容器組的中性側(cè)之間。20.根據(jù)方案18所述的電容器組保護(hù)系統(tǒng)，其中所述中性點(diǎn)在所述放電電阻器集合的放電側(cè)與地電勢(shì)之間。21.根據(jù)方案18所述的電容器組保護(hù)系統(tǒng)，包括附加的放電電阻器集合，所述附加的放電電阻器集合被配置為使得所述驅(qū)動(dòng)器的電源與所述功率轉(zhuǎn)換器之間的輸入功率線放電，其中所述放電電阻器集合與所述附加的放電電阻器集合并聯(lián)連接，以及其中所述中性點(diǎn)在所述放電電阻器集合的放電側(cè)與所述附加的放電電阻器集合的放電側(cè)之間。22.根據(jù)方案21所述的電容器組保護(hù)系統(tǒng)，其中所述處理器被配置為當(dāng)所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓不是近似為零并且不是近似等于由電源供應(yīng)的輸入相電壓時(shí)檢測(cè)到不均衡。23.根據(jù)方案21所述的電容器組保護(hù)系統(tǒng)，其中所述處理器被配置為當(dāng)所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓不是近似為零時(shí)檢測(cè)到不均衡。盡管本文中僅示出并說(shuō)明了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行許多修改和變化。所以，應(yīng)理解所附權(quán)利要求書旨在涵蓋落入本發(fā)明真實(shí)精神內(nèi)的所有這樣的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括以下步驟 用驅(qū)動(dòng)器的功率轉(zhuǎn)換器將通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)器的功率輸入線接收的交流功率轉(zhuǎn)換為直流功率; 通過(guò)直流總線將所述直流功率傳輸至所述驅(qū)動(dòng)器的逆變器； 用所述逆變器將經(jīng)由所述直流總線接收的所述直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率； 使用電容器組向所述驅(qū)動(dòng)器提供無(wú)功功率，其中所述電容器組耦接至所述功率輸入線. 使用放電電阻器集合使得所述電容器組放電，其中所述放電電阻器耦接至所述電容器組； 測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓，其中所述測(cè)量點(diǎn)連接至所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)； 將所測(cè)量的電壓傳輸至處理器；以及 用所述處理器基于所測(cè)量的電壓確定所述電容器組中是否存在不均衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓的步驟包括測(cè)量所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)與所述電容器組的中性點(diǎn)之間的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定是否存在不均衡的步驟包括確定在所述測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓不是近似為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓的步驟包括測(cè)量所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)與地電勢(shì)之間的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中確定是否存在不均衡的步驟包括確定在所述測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)地電壓不是近似為零、或不是近似等于所述驅(qū)動(dòng)器的輸入相電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述測(cè)量測(cè)量點(diǎn)處的電壓的步驟包括測(cè)量所述放電電阻器集合的中性點(diǎn)與附加的放電電阻器集合的中性點(diǎn)之間的電壓，其中所述附加的放電電阻器集合被配置為使得所述功率輸入線放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中確定是否存在不均衡的步驟包括確定在所述測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)電壓不是近似為零。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括當(dāng)檢測(cè)到不均衡時(shí)使所述驅(qū)動(dòng)器停用或分流所述驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)元件。
9.一種驅(qū)動(dòng)器，包括 功率轉(zhuǎn)換器，其被配置為接收來(lái)自電源的交流功率并將該交流功率裝換為直流功率； 逆變器，其被配置為接收來(lái)自所述功率轉(zhuǎn)換器的直流功率并輸出交流功率； 電容器組，其被配置為向所述驅(qū)動(dòng)器提供無(wú)功功率，其中所述電容器組耦接在所述電源和所述功率轉(zhuǎn)換器之間； 放電電阻器集合，其被配置為使得所述電容器組放電，其中所述放電電阻器集合中的每個(gè)放電電阻器與所述電容器組中的一個(gè)或更多個(gè)電容器串聯(lián)連接或并聯(lián)連接；以及位于所述放電電阻器集合的放電側(cè)的中性點(diǎn)，其中針對(duì)指示所述電容器組的工作狀況的電壓而測(cè)量所述中性點(diǎn)。
10.一種電容器組保護(hù)系統(tǒng)，包括 電容器組，其包括一個(gè)或更多個(gè)電容器，其中所述電容器組被配置為向包括功率轉(zhuǎn)換器、逆變器和耦接至所述功率轉(zhuǎn)換器的電容器組的驅(qū)動(dòng)器提供無(wú)功功率，其中所述功率轉(zhuǎn)換器被配置為將交流功率轉(zhuǎn)換為被施加于直流總線上的直流功率，所述逆變器被配置為對(duì)來(lái)自所述直流總線的直流功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出交流功率； 放電電阻器集合，其被配置為使得所述一個(gè)或更多個(gè)電容器放電； 位于所述放電電阻器集合的放電側(cè)的中性點(diǎn)，其中針對(duì)指示所述電容器組的工作狀況的電壓而測(cè)量所述中性點(diǎn)；以及 處理器，其被配置為基于在所述中性點(diǎn)處測(cè)量的電壓來(lái)檢測(cè)所述電容器組的不均衡。
全文摘要
本技術(shù)包括用于檢測(cè)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電容器組中的故障的方法和系統(tǒng)。實(shí)施例包括使用放電電阻器來(lái)使得電容器組中的電容器放電、形成電容器組的中性點(diǎn)。在不同的電容器配置中，測(cè)量中性點(diǎn)，并且對(duì)電壓進(jìn)行分析以確定是否發(fā)生了電容器組不均衡。在一些實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)為放電電阻器的放電側(cè)與電容器組的中性側(cè)之間的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)節(jié)點(diǎn)、或者放電電阻器的放電側(cè)與第二放電電阻器集合的放電側(cè)之間的中性點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)節(jié)點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，該節(jié)點(diǎn)為放電電阻器的放電側(cè)與地電勢(shì)之間的中性點(diǎn)對(duì)地節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M1/42GK102624324SQ201210020869
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者多伊爾·F·布塞, 肖原, 韋立祥 申請(qǐng)人:洛克威爾自動(dòng)控制技術(shù)股份有限公司