專利名稱：逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對驅動感應電動機等的逆變器進行故障檢測的故障檢測裝置。
逆變器故障檢測方法以往開發(fā)出種種方案。例如有用逆變器輸出電壓、輸出電流檢測值進行故障檢測的方法。還有特開昭62—290362公報中記載過一種故障檢測方法，通過運算作為控制指令的基準正弦波信號與輸出電壓信號之差，再將該差信號電平與異常電壓設定值比較來檢測故障。這種故障檢測方法使高速度檢測故障成為可能。此外，特開平2—299421公報揭示了一種與前述文獻記載相類似的故障檢測方法，其目的主要是進行過載檢測。
又在特開平2—65668公報中揭示了將輸出電流反饋信號與電流基準信號進行比較，比較結果超過規(guī)定值，則產生故障信號的故障檢測方法。該方法可檢測包括傳感器系統(tǒng)在內的大范圍故障。
上述各文獻公開的逆變器故障檢測方法與僅從輸出電壓、輸出電流檢測值檢測故障的方法相比，檢測靈敏度增大，因而可以實現高速度大范圍的故障檢測。但在應用于具體逆變器控制裝置時，在與控制動作特性、控制響應特性等的關系方面發(fā)生問題。
就是說，在例如電壓指令值因某些需要而急速變化時，有時逆變器動作沒有任何異常卻錯誤地判斷為發(fā)生異常。判斷為發(fā)生異常時，通常得實際進行按出現故障檢測所執(zhí)行的報警顯示，斷開負載和停止裝置運轉等。因此，誤檢帶來不必要的損害。
本發(fā)明正是為了解決上述問題，其目的在于提供一種可最大限度降低誤檢可能性的逆變器故障檢測裝置。
本發(fā)明另一目的在于提供一種通過在逆變器控制電路的電流控制子系統(tǒng)以及電壓控制子系統(tǒng)實現防誤檢，來限定故障檢測時故障發(fā)生范圍的故障檢測裝置。
本發(fā)明又一目的在于對多個逆變器輸出端并聯而構成的多逆變器系統(tǒng)的控制電路，提供一種在控制電路循環(huán)電流控制子系統(tǒng)中實現防誤檢的故障檢測裝置。
本發(fā)明另一目的在于提供一種以高可靠性實現對輸出3相交流電壓或3相交流電流的逆變器控制電路的電流控制子系統(tǒng)以及電壓控制子系統(tǒng)進行故障檢測的故障檢測裝置。
本發(fā)明再一目的在于提供一種以高可靠性檢測3電平逆變器直流電壓平衡異常的故障檢測裝置。
本發(fā)明的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括判斷運算單元送出的偏差輸出是否在規(guī)定的設定值以上的比較單元；判斷限幅電路工作點是否位于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入比較單元輸出與飽和檢測單元輸出，當偏差輸出在規(guī)定的設定值以上且限幅電路工作點位于飽和區(qū)時，便判定電流控制子系統(tǒng)發(fā)生異常的故障檢測單元。
這種故障檢測裝置，即使電流指令值與電流反饋值的偏差輸出在設定值以上，但只要限幅電路工作點不在飽和區(qū)內就不進行故障檢測。因此，使因控制指令值劇變而發(fā)生誤檢動作的可能性降低。
本發(fā)明另一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括運算限幅電路輸出的電壓指令值與電壓反饋值的偏差的運算單元；判斷來自該運算單元的偏差輸出是否在規(guī)定的設定值以上的比較單元；判斷限幅電路工作點是否位于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當偏差輸出在規(guī)定的設定值以上且限幅電路工作點不在飽和區(qū)時，判定電壓控制子系統(tǒng)發(fā)生異常的故障檢測單元。
此故障檢測裝置，即使電壓指令值與電壓反饋值的偏差輸出在設定值以上，但只要限幅電路工作點處于飽和區(qū)就不檢測故障。因此，因限幅電路進入飽和區(qū)，作為其輸出的電壓指令值呈非線性，而可能發(fā)生誤檢動作的可能性降低。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括判斷來自電流控制子系統(tǒng)運算單元的偏差輸出是否在規(guī)定設定值以上的電流控制系統(tǒng)比較單元；判斷限幅電路工作點是否處于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入電流控制子系統(tǒng)比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當偏差輸出在規(guī)定的設定值以上且限幅電路工作點處于飽和區(qū)時，判定電流控制子系統(tǒng)可能發(fā)生異常的電流控制子系統(tǒng)故障檢測單元；運算來自限幅電路的電壓指令值與電壓反饋值的偏差的電壓控制子系統(tǒng)運算單元；判斷來自該電壓控制子系統(tǒng)運算單元的偏差輸出是否在規(guī)定的設定值以上的電壓控制子系統(tǒng)比較單元；輸入電壓控制子系統(tǒng)比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當偏差輸出在規(guī)定的設定值以上且限幅電路工作點不處于飽和區(qū)時，判定電壓控制子系統(tǒng)可能發(fā)生異常的電壓控制子系統(tǒng)故障檢測單元；在電流控制子系統(tǒng)故障檢測單元判定電流控制子系統(tǒng)可能發(fā)生異常，而且電壓控制子系統(tǒng)故障檢測單元未判定電壓控制系統(tǒng)可能發(fā)生異常時，判定電流控制子系統(tǒng)發(fā)生故障的第三故障檢測單元。
此故障檢測裝置在未檢測出電壓控制子系統(tǒng)異常的狀態(tài)下檢測出電流控制子系統(tǒng)異常時檢測為故障，因而可以將此時故障發(fā)生對象限定為反饋電流檢測器。
本發(fā)明再一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括由逆變器輸出電壓與輸出電流運算出電動機輸入的第一輸出運算單元；由轉矩與速度檢測器所檢測的電動機速度反饋值運算出電動機輸出的第二輸出運算單元；運算第一輸出運算單元的輸出與第二輸出運算單元的輸出的偏差，當該偏差在規(guī)定的設定值以上時，判定速度檢測器發(fā)生異常的故障檢測單元。
此故障檢測裝置當按上述電壓、電流所求出的電動機輸入與速度反饋值所求出的電動機輸出之偏差為設定值以上時，就判定速度反饋值有異常。
本發(fā)明另一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括由逆變器輸出電壓與輸出電流運算出電動機輸入的第一輸出運算單元；由轉矩與速度檢測器所檢測的電動機速度反饋值運算電動機輸出的第二輸出運算單元；運算第一輸出運算單元的輸出與第二輸出運算單元的輸出的偏差，當電流控制子系統(tǒng)故障檢測單元以及電壓控制子系統(tǒng)故障檢測單元均未檢測出異常，且偏差在規(guī)定的設定值以上時判定速度檢測器發(fā)生異常的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在未檢測出電流控制子系統(tǒng)異常以及電壓控制子系統(tǒng)異常的狀態(tài)下檢測出速度檢測器異常時判定為速度檢測器異常，因而可以將這種場合的故障發(fā)生對象可靠地僅限定為速度檢測器。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括在電流控制子系統(tǒng)的比較單元與故障檢測單元之間插入一持續(xù)時間檢測單元，在比較單元的輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，將比較單元的輸出送給故障檢測單元。
此故障檢測裝置在超過設定值的偏差輸出持續(xù)了設定時間時檢測為故障，因而能防止例如控制中所產生的高次諧波成分等引起的誤檢。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置包括在電壓控制子系統(tǒng)的比較單元與故障檢測單元之間插入一持續(xù)時間檢測單元，在比較單元的輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，將比較單元的輸出送給故障檢測單元。
此故障檢測裝置在超過設定值的偏差輸出持續(xù)了設定時間時檢測為故障，因而能防止例如控制中所產生的高次諧波成分等引起的誤檢。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，其檢測速度檢測器異常的故障檢測單元構成為，當偏差持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時判定速度檢測器發(fā)生異常。
此故障檢測裝置在超過設定值的偏差輸出持續(xù)了設定時間以上時檢測為故障，因而能防止例如控制中所產生的高次諧波成分等引起的誤檢。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是檢測包含多逆變器系統(tǒng)的逆變器的故障的，多逆變器系統(tǒng)由多個逆變器輸出端并聯而成，該故障檢測裝置包括判斷循環(huán)電流反饋值是否在規(guī)定的設定值以上的比較單元；判斷限幅電路工作點是否處于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當循環(huán)電流反饋值在規(guī)定的設定值以上且限制電路工作點處于飽和區(qū)時，判定循環(huán)電流控制子系統(tǒng)發(fā)生異常的故障檢測單元。
此故障檢測裝置即使循環(huán)電流反饋值在規(guī)定值以上，但只要限幅電路工作點不在飽和區(qū)就不檢測故障。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置涉及權利要求9所述發(fā)明的裝置，包括在比較單元與故障檢測單元之間插入的持續(xù)時間檢測單元，當來自比較單元的輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，便將比較單元的輸出送給故障單元。
此故障檢測裝置在超過設定值的反饋值輸出持續(xù)設定時間以上時檢測為故障，因而能防止例如控制中所產生的高次諧波成分等引起的誤檢。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是包含3相交流電壓以及3相交流電流輸出逆變器的逆變器系統(tǒng)的故障檢測裝置，該裝置包括將各相電流指令值與電流反饋值之偏差或各相電流反饋值相加后檢測零相電流，當該零相電流在規(guī)定的設定值以上時判定電流控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤靼l(fā)生接地的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在零相電流在設定值以上時檢測為電流控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥?。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是包含3相交流電壓以及3相交流電流輸出逆變器的逆變器系統(tǒng)的故障檢測裝置，該裝置包括將各相電流指令值與電流反饋值之偏差或各相電流反饋值相加后檢測零相電流，當超過規(guī)定的設定值的零相電流持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，便判定為電流控制子系統(tǒng)異常或逆變器發(fā)生接地的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在超過設定值的零相電流檢測輸出持續(xù)了設定時間以上時檢測為故障，因而能防止例如控制中所產生的高次諧波成分等引起的誤檢。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置涉及如權利要求11或12所述的裝置，包括一第二故障檢測單元，當該故障檢測單元檢測出異常，且檢測逆變器輸出電路接地的接地檢測器未檢測出接地時，便檢測為電流控制子系統(tǒng)異常。
此故障檢測裝置在接地檢測器未檢測出接地的狀態(tài)下檢測出零相電流異常時判斷為故障，因而可以將這種場合故障發(fā)生對象限定為電流控制子系統(tǒng)。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是包含3相交流電壓以及3相交流電流輸出逆變器的逆變器系統(tǒng)的故障檢測裝置，該裝置包括將各相電壓指令值與電壓反饋值之偏差或各相電壓反饋值加后檢測零相電壓，當該零相電壓在規(guī)定的設定值以上時便判定為電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤靼l(fā)生接地的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在零相電壓超過設定值時檢測為電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥?。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是包含3相交流電壓以及3相交流電流輸出逆變器的逆變器系統(tǒng)的故障檢測裝置，該裝置包括將各相電壓指令值與電壓及饋值之偏差或各相電壓反饋值相加后檢測零相電壓，當超過規(guī)定的設定值的零相電壓持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，便判定為電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤靼l(fā)生接地的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在超過設定值的零相電壓檢測輸出持續(xù)了設定時間以上時檢測為故障，因而能防止例如是控制中所產生的高次諧波成份等引起的誤檢。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是檢測包含3電平逆變器的逆變器系統(tǒng)的故障的，3電平逆變器其直流電源兩極端子與互相串聯連接在該兩極端子間的電容器的中間接點連接，可輸出3種電壓電平，該故障檢測裝置包括檢測各電容器極間電壓的電壓檢測器；運算這些電壓檢測器輸出偏差的加法器；當來自該加法器的偏差輸出在規(guī)定的設定值以上時就判定為發(fā)生直流電壓平衡異常的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在電容器電壓的偏差輸出在設定值以上時檢測為直流電壓平衡異常。
本發(fā)明又一形態(tài)的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置是檢測包含3電平逆變器的逆變器系統(tǒng)的故障的，3電平逆變器其直流電源兩極端子與互相串聯連接在該兩極端子間的電容器的中間接點連接，可輸出3種電壓電平，該故障檢測裝置包括檢測各電容器極間電壓的電壓檢測器；運算這些電壓檢測器輸出偏差的加法器；當來自該加法器超過規(guī)定的設定值的偏差輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時便判定為發(fā)生直流電壓平衡異常的故障檢測單元。
此故障檢測裝置在超過設定值的偏壓輸出持續(xù)了設定時間以上時檢測為故障，因而能防止例如是控制中所產生的高次諧波成分等引起的誤檢。


圖1是示出要發(fā)明第一實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖2是示出逆變器系統(tǒng)控制電路內部構成的方框圖。
圖3是示出本發(fā)明第二實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖4是示出本發(fā)明第三實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖5是示出本發(fā)明第四實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖6是示出本發(fā)明第五實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置主要部分的方框圖。
圖7是示出本發(fā)明第六實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖8是示出本發(fā)明第七實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖9是示出本發(fā)明第八實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖10是示出本發(fā)明第九實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖11是示出本發(fā)明第十實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖12是示出本發(fā)明第十一實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖13是示出本發(fā)明第十二實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖14是示出本發(fā)明第十三實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖15是示出本發(fā)明第十五實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖16是示出本發(fā)明第十六實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖17是示出本發(fā)明第十八實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
圖18是示出本發(fā)明第十九實施例逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。
實施例1圖1是示出本發(fā)明第一實施例逆變器故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。這里，逆變器畫出驅動3相感應電動機的例子。圖中，1是連接于直流電源(未圖示)兩極端子間的平滑電容器，2是逆變器主電路。逆變器主電路2由3枝橋臂構成。各橋臂又由功率晶體管2T和與之反向并接的二極管2D構成，并組成U、V、W3相橋接，輸出電壓、頻率均可變的交流電力。因此，逆變器由電容器1與主電路2構成。另外，V相、W相各臂元件均與U相相同，圖中省略了這部分。3是3相感應電動機，接受逆變器主電路2饋給的輸出電壓以及輸出電流后可驅動。
10是檢測感應電動機3旋轉速度的速度檢測器；11是檢測逆變器主電路2每相的輸出電流，并將檢測電流作為電流反饋值輸出的電流檢測器。20是根據速度指令值送出對逆變器主電路2各臂功率晶體管進行通斷控制的門信號的逆變器控制電路。這里，以采用稱為向量控制裝置的PWM控制電路為例。以下，根據與各實施例故障檢測裝置其說明的關系，將逆變器控制電路20中的必要組成部分給予具體圖示。
首先，參照圖2說明故障檢測有關各種必要組成以外的逆變器控制電路20的必要組成。如圖所示，加法器21運算速度指令值與速度反饋值的偏差。速度控制器22將來自加法器21的偏差輸出放大后作為轉矩電流指令值Iq輸出。限幅電路23具有飽和特性，根據逆變器主電路2的額定電流定額，使轉矩電流指令值限于一定范圍內。
來自限幅電路23的轉矩電流指令值Iq與勵磁設定器(未圖示)所作出的勵磁電流指令Id須2相—3相變換器24輸出U相、V相、W相電流指令值。
另外，圖中的公式是2相—3相變換器24所執(zhí)行的運算式，式中ω是與輸出電源頻率同步的角速度。
以下，以U相為例說明。加法器25求得U相電流指令值與U相電流反饋值的偏差，并將偏差送至電流控制器26。電流控制器26以輸入偏差為對象進行電流控制(例如基于PI動作或PID動作的控制)，并將控制結果作為U相電壓指令值輸出。而且，電壓指令值限于一定范圍內，以免輸出電壓大于逆變器主電路2的額定電壓。即，限幅電路27將電流控制器26的輸出限制在規(guī)定范圍內。PWM控制電路28根據限幅電路27的輸出作成門信號，并將門信號送至逆變器主電路2。
以下說明檢測故障的必要組成。圖1中，30是作為比較單元的比較器，當來自加法器25的偏差輸出在電平設定器31的設定值(通常設定為額定值的10％)以上時，便使輸出為“H”電平。32是作為飽和檢測單元的飽和檢測器，當限幅電路27工作點處于飽和區(qū)時使輸出為“H”電平。33是“與”電路，作為輸入比較器30與飽和檢測器32的輸出信號后動作的故障檢測單元，圖1的逆變器控制電路組成單元中，加法器21、速度控制器22、限幅電路23以及2相—3相變換器24在該圖中用一個方框表示。
以下說明檢測故障的動作。加法器25的偏差輸出，即電流指令值與電流反饋值的偏差，盡管是瞬時的，但一達到電平設定器31的設定值以上，比較器30就輸出表示有可能發(fā)生故障的信號。這種處理以往的裝置也執(zhí)行。但是，以往比較器30的輸出直接就成為表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號。
但在本實施例中，并非僅僅根據比較器30的輸出而最終判斷為發(fā)生故障。同時還將存在飽和檢測器32“H”電平輸出也當作判斷發(fā)生故障的條件。即，將輸入偏差輸出，進行PID動作等的電流控制器26輸出電平在限幅電路27飽和區(qū)設定電平以上當作判斷發(fā)生故障的條件。條件判定由“與”電路33執(zhí)行。
通過增加飽和檢測器32的輸出作為“與”條件，就可以避免例如裝置在信號上升沿過渡時容易發(fā)生的誤檢動作。也就是說，起動時電流指令值從零急驟上升時來自加法器25的偏差輸出劇增，比較器30的輸出呈“H”電平”。但是，通常電流控制器26用積分元件可將該輸出抑制在限幅電路27飽和區(qū)設定電平以下，因而飽和檢測器32的輸出維持“L”電平。于是，“與”電路33的輸出也維持“L”電平，不輸出表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號。
此后隨感應電動機3正常地提升速度，電流反饋值也逐漸上升，因而來自加法器25的偏差輸出逐漸減少。于是，電流控制器26的輸出也維持在限幅電路27不飽和區(qū)的電平內。如前所述，在起動時等情況下即使比較器30輸出“H”電平，“與”電路33仍維持“L”電平，以防止誤檢。
例如電流檢測器11發(fā)生問題，電流反饋值繼續(xù)異常時，比較器30繼續(xù)輸出“H”電平。電流控制器26的輸出也逐漸增大，不久即超過限幅電路27飽和區(qū)設定電平。這樣的話，飽和檢測器32便輸出“H”電平，“與”電路33輸出“H”電平。也就是說，輸出表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號。這時輸出的盡管是表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號，但具體來說，判定為電流檢測器11異?；蚰孀兤髦麟娐?異常。
另外，這里盡管說明的是U相，但有關V相、W相的動作均相同。
實施例2圖3是示出本發(fā)明第二實施例逆變器故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。與圖1所示構成不同之處在于，在比較器30與“與”電路33之間加入作為持續(xù)時間檢測單元的定時器34。
也就是說，在該實施例中，若來自比較器30的“H”電平輸出持續(xù)定時器34所設定的時間(例如10ms)以上，就將“H”電平輸出送至“與”電路33。因此，可獲得以下所述效果。
逆變器主電路2輸出的電壓具有脈沖狀波形，所以流過負載的電流也包含了較多的高次諧波成分。因此，由來自加法器25的電流偏差輸出驅動的比較器30也就有可能因上述高次諧波成分而誤動作。也就是說，比較器30可能瞬間輸出“H”電平。然而，即使比較器30誤動作后輸出“H”電平，定時器34卻未提供一定時間以上的“H”電平輸出，則“與”電路33不輸出“H”電平。因此，不輸出表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號。也即可以避免因檢測信號的高次諧波成分而發(fā)生故障檢測誤動作。
實施例3圖4是示出本發(fā)明第三實施例故障檢測裝置及其逆變器和負載的構成圖。本實施例的故障檢測裝置是檢測電壓控制子系統(tǒng)異常的。圖中，12是檢測逆變器主電路2的每相輸出電壓，并將檢測電壓作為電壓反饋值進行輸出的電壓檢測器。
35是運算來自限幅電路27的U相電壓指令值與來自電壓檢測器12的U相電壓反饋值之偏差的加法器。36是作為比較單元的比較器，當加法器35的偏差輸出在電平設定器37的設定值以上時，使輸出呈“H”電平。38是作為飽和檢測單元的飽和檢測器，當限幅電路工作點處于飽和區(qū)時，使輸出呈“H”電平。39是翻轉輸出輸入信號電平的“非”電路。40是作為故障檢測單元的比較器，輸入比較器36與“非”電路39的輸出信號，輸出表示電壓控制子系統(tǒng)異常的信號。其他組成則與圖1所示組成相同。
以下說明故障檢測動作。當加法器35的偏差輸出，也即電壓指令值與電壓反饋值之偏差，盡管是瞬時卻在電平設定器37的設定值以上時，比較器36就輸出表示可能發(fā)生故障的信號。這種處理在以往的裝置中也是執(zhí)行的。但是以往比較器36的輸出直接成為表示電壓控制子系統(tǒng)異常的信號。
本實施例中，僅根據比較器36的輸出不判斷為發(fā)出故障。還以同時存在“非”電路“H”電平輸出為條件，才判斷為發(fā)生故障。也就是說，這時將電壓指令值限于一定范圍內的限制電路27，其工作并未處于飽和區(qū)，因而將不在飽和區(qū)當作判斷發(fā)生故障的條件。這些條件判斷由“與”電路40執(zhí)行。
象這樣加進限幅電路27工作點不在飽和區(qū)這一條件作為“與”條件，是以下列理由為依據的。
U相電壓指令值未進入限幅電路27的飽和區(qū)時，電壓指令值與電壓反饋值的關系呈線性，因而執(zhí)行電壓反饋值跟隨電壓指令值的正常控制動作。U相電壓指令值一旦進入限幅電路27的飽和區(qū)，在PWM電壓控制情況下，作為電壓指令值的信號位于調制信號三角波的峰值以上。也就是說，電壓指令值與電壓反饋值的關系呈非線性，因而無法獲得與電壓指令值相一致的電壓輸出，導致從加法器35輸出相當大的偏差量。因此，將飽和檢測器38輸出的相反值輸入到比較器40，以便在這種場合不檢測為故障。比較器40此時不輸出“H”電平。
反之，U相電壓指令值未進入限幅電路27的飽和區(qū)時，加法器35的偏差輸出一旦在設定值以上，可假定是電壓檢測器12或逆變器主電路2發(fā)生了異常。因此，當“非”電路39的輸出表示U相電壓指令值未進入限幅電路27的飽和區(qū)，而且比較器36的輸出表示加法器35的偏差輸出在設定值以上時，比較器40就輸出表示電壓控制子系統(tǒng)異常的信號。
這里盡管說明的是U相，但有關V相、W相的動作也相同。
實施例4圖5是將本發(fā)明第4實施例逆變器故障檢測裝置與逆變器和負載一同進行表示的構成圖。與圖4所示結構不同之處在于比較器36、40之間插有定時設定器41。
此種情況下，與第二實施例一樣，具有能避免檢測信號的高次諧波成分引起的故障檢測誤動作這樣的效果。
實施例5圖6表示通過組合以上實施例，旨在限定檢測時的故障發(fā)生對象的逆變器故障檢測裝置的關鍵部分。該實施例故障檢測裝置對組合有圖1或圖3所示裝置的故障檢測部分和圖4或圖5所示裝置的故障檢測部分的結構再添加圖6所示“非”電路42和“與”電路。即，表示第1實施例或第2實施例中電流控制子系統(tǒng)異常的信號直接輸入至“與”電路43。而且，表示第3實施例或第4實施例中電壓控制子系統(tǒng)異常的信號通過“非”電路42輸入至“與”電路43。若“與”電路43中，“與”條件成立，則判斷電流檢測器異常。
如上所述，在輸出表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號時，設想逆變器主電路2和電流檢測器11上發(fā)生異常情況。逆變器主電路2為異常時，還輸出表示電壓控制子系統(tǒng)異常的信號。因此，逆變器主電路2為異常時，“與”電路43中的“與”條件不成立。于是，僅在電流檢測器11上發(fā)生異常時，“與”電路43中的“與”條件成立，“與”電路43輸出“H”電平。
根據同樣想法，也可以把表示電壓控制子系統(tǒng)異常的信號直接輸入至“與”電路43，再通過“非”電路42將表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號輸入至“與”電路43。如此連接情況下，能專門用來判定電壓檢測器12上發(fā)生異常。
實施例6圖7是將本發(fā)明第6實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。該故障檢出裝置是專用于檢測速度檢測器10異常的裝置。圖中，作為第1輸出運算單元的輸出運算器44，根據電流檢測器11所檢測的各相輸出電流Iu、Iv、Iw和電壓檢測器12所檢測的各相輸出電壓Vu、Vv、Vw，對逆變器的輸出(＝感應電動機的輸入＝P1)進行運算。以下示出其算式P1＝Iu×VuIv×Vv＋Iw×Vw而且，作為第2輸出運算單元的輸出運算器45，根據速度速度檢測器10檢測的感應電動機3的速度反饋值ωr和逆變器控制電路20算出的轉矩T，對感應電動機的輸出(＝P2)進行運算。以下示出其算式P2＝T×ωr式中，轉矩根據磁通和取決于感應電動機的轉矩系數KI用下式求出。
T＝KI××Iq上述所示P1為感應電動機3的輸入，P2為感應電動機3的軸輸出，因此兩者之間存在感應電動機3的銅耗(電動機內阻引起的損耗)Pr這樣的差別。即P1＝P2＋Pr但是，Pr相對額定值時的P2很小，約為P2額定值1％，通過在用于故障檢測的設定值中將Pr的值加以考慮，執(zhí)行故障檢測處理時，實際上可以忽略。
故障檢測時，加法器46求兩輸出運算器44、45的輸出偏差。該偏差對應于感應電動機的輸入P1與基于速度檢測器10的輸出的感應電動機輸出P2的差。若忽略銅耗，偏差應為0。比較器47判斷該偏差輸出是否大于或等于來自電平設定器48的設定值。若偏差輸出為設定值以上，比較器47輸出表示速度檢測器異常的信號。即判斷速度檢測器10上已發(fā)生故障。電平設定器48上的設定值可選為額定值的5—10％。而且，若偏差輸出值瞬時為設定值以上，也輸出表示異常的信號。
P1、P2運算所必需的輸入，除感應電動機的速度以外，全部是可根據逆變器輸出的電壓、電流求出的變量。從而，也可以判斷成偏差輸出增大是由速度檢測器10的異常引起。
圖8是把本發(fā)明第7實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。與圖7所示結構的不同之處在于比較器47的輸出端插入了定時設定器49。即，該情況下，比較器47的檢測輸出持續(xù)定時設定器49的設定時間以上時，判斷為速度檢測器異常。
此情況下也與第2實施例等情況相同，能避免檢測信號的高次諧波成分引起的故障檢測誤動作。
實施例8圖9是把本發(fā)明第8實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。圖9所示結構在圖8所示結構中的定時設定器49的輸出端插入“與”電路。并且，向該“與”電路50分別輸入表示第1或第2實施例中的電流控制子系統(tǒng)異常的信號的相反值和表示第3或第4實施例中的電壓控制子系統(tǒng)異常的信號的相反值。
第7實施例中，電流控制子系統(tǒng)或電壓控制子系統(tǒng)有異常時，根據其輸出電壓和輸出電流算出的電動機輸入，輸出值會變得不可靠。此時，即使偏差輸出變大也不立刻判定檢測故障，僅在電流控制子系統(tǒng)和電壓控制子系統(tǒng)都正常時，才判定于速度檢測器發(fā)生異常。
利用上述結構，能把故障發(fā)生對象可靠地限定在僅僅是速度檢測器。
另外，圖中示出在圖8所示結構中添加“與”電路50的結構，還可以在不使用定時設定器49的圖7所示結構中添加“與”電路50。
實施例9圖10是把本發(fā)明第9實施例的逆變器故障檢測裝置同逆變器和負載一同進行表示的構成圖。兩個逆變器主電路2A及2B的輸出端通過電抗器4并聯連接，表示為向感應電動機3供電的是多逆變器系統(tǒng)。
以下主要說明該多逆變器系統(tǒng)的循環(huán)電流控制子系統(tǒng)。循環(huán)電流相當于兩逆變器主電路2A、2B的輸出電流之差。循環(huán)電流控制子系統(tǒng)也設置在逆變器控制電路20內。
圖中，51為運算循環(huán)電流反饋值的加法器，該電流反饋值即電流檢測器11A所檢測的逆變器主電路2A一方的電流反饋值與電流檢測器11B所檢測的逆變器主電路2B一方的電流反饋值之差。52是通過放大循環(huán)電流反饋值進行循環(huán)電流控制，并產生循環(huán)電流控制輸出的循環(huán)電流控制器。53是用于使循環(huán)電流控制器輸出控制在一定范圍內的限幅電路。限幅電路53在循環(huán)電流控制器52的輸出為規(guī)定值以上時，具有使其輸出抑制在所定范圍內的飽和特性。循環(huán)電流控制子系統(tǒng)由加法器51、循環(huán)電流控制器52和限幅電路53構成。
下面說明用于檢測循環(huán)電流控制子系統(tǒng)異常的組成單元。圖10中，54是作為比較單元的比較器，當來自加法器51的偏差輸出為來自電平設定器55的設定值以上時，使輸出為“H”電平。56是作為飽和檢測單元的飽和檢測器，當限幅電路53的工作點處在飽和區(qū)時，使輸出為“H”電平。57是作為故障檢測單元的“與”電路，通過輸入來自比較器54與飽和檢測器56的輸出，輸出表示循環(huán)電流控制子系統(tǒng)異常的信號。
接著，說明故障檢測動工作。若來自加法器51的循環(huán)電流反饋值即使瞬時大于來自電平設定器55的設定值，比較器54也輸出表示有故障發(fā)生可能性的信號。這種處理，在以往的裝置中也能執(zhí)行。但是，以往的情況下，比較器54的輸出立刻為表示循環(huán)電流控制子系統(tǒng)異常的信號。
本發(fā)明則不是單憑比較器54的輸出最終判斷故障發(fā)生，而是同時以飽和檢測器56輸出“H”電平為條件判斷故障發(fā)生。即，以循環(huán)電流控制器52的輸出電平為限幅電路53的飽和區(qū)設定電平以上為條件，判斷故障發(fā)生。用“與”電路57執(zhí)行條件判斷。
這樣，僅在循環(huán)電流控制器52的輸出為飽和電平時，施行故障檢測。在循環(huán)電流控制器52的輸出未達到飽和電平階段，靠循環(huán)電流控制器52的作用有可能返回至正常狀態(tài)，所以未必判斷為故障。這樣的判斷方法不會妨礙循環(huán)電流控制子系統(tǒng)原本的控制工作。
在此已對U相進行說明，至于V相、W相的工作也一樣。
實施例10圖11是把本發(fā)明第10實施例逆變器故障測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。與圖10所示結構的不同之處在于比較器54與“與”電路57之間插有定時設定器58。即，當比較器54的檢測輸出持續(xù)為定時設定器58所設定的時間以上時，將“H”電平輸出送至“與”電路57。
此情況下也與第2實施例等情況相同，能避免檢測信號高次諧波成分所引起的故障檢測誤動作。
實施例11圖12是把本發(fā)明第11實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。圖中，加法器59U、59V、59W分別求各相的電流指令值與電流反饋值的偏差。進而加法器60求出來自各加法器59U、59V、59W的偏差輸出總和后，輸出零相電流。
若來自加法器60的零相電流輸出值即使瞬時為來自電平設定器61的設定值以上，作為故障檢測單元的比較器62，也將其檢測，并輸出表示電流控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥氐男盘?。即，比較器62檢測出電流控制子系統(tǒng)異常或逆變器接地。
另外，通過將現已說明過的各種故障檢測裝置與本實施例故障檢測裝置組合，能限定故障發(fā)生對象。例如，與電流控制子系統(tǒng)的故障檢測裝置組合，在未檢測出電流控制子系統(tǒng)異常時比較器62檢測出故障的情況下，能將故障發(fā)生對象限定為逆變器接地。
實施例12圖13是把本發(fā)明第12實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。與圖12所示結構的不同之處在于比較器62的輸出端插有定時設定器63。即，比較器62的檢測輸出持續(xù)定時設定器63設定的時間以上時，輸出表示電流控制子系統(tǒng)異常或逆變器接地的信號。
此情況下也與第2實施例等的情況相同，能避免檢測信號高次諧波成分引起的故障檢測誤動作。
實施例13圖14是把本發(fā)明第13實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。與第11實施例結構的不同之處在于比較器62的輸出端插入“與”電路64。而且，向該“與”電路64輸入圖中未示出的、來自接地檢測器的逆變器接地異常輸出的相反信號。
“與”電路64，在尚未檢測出逆變器接地異常時比較器62輸出“H”電平的情況下，輸出故障檢測信號。因此，該故障檢測信號為表示電流控制子系統(tǒng)異常的信號，能限定故障發(fā)生對象的范圍。
再有，通過將已說明過的其它實施例故障檢測裝置與本實施例故障檢測裝置適當組合，還能進一步限定故障發(fā)生對象的范圍。例如，還能專門判定電流檢測器異常。
實施例14實施例11至13都通過取得各相的電流指令值與電流反饋值的偏差，進而獲取各相的偏差輸出之和來求出零相電流，但通過取得各相的電流反饋值之和來求零相電流，也能獲得相同的效果。
實施例15圖15是把本發(fā)明第15實施例的逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。圖中，加法器65求出各相電壓反饋值的總和后輸出零相電壓。而且，當來自加法器65的零相輸出之值即使瞬時為電平設定器66的設定值以上時，作為故障檢測單元的比較器67也輸出表示電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥氐男盘?。
還有，通過將現已說明的各種故障檢測裝置與該實施例故障檢測裝置組合，也能限定故障發(fā)生對象。例如與電壓控制子系統(tǒng)的故障檢測裝置組合，在未檢測出電壓控制子系統(tǒng)異常時比較器67檢測出故障的情況下，能限定故障發(fā)生對象為逆變器接地。
實施例16圖16是把本發(fā)明第16實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。與圖15所示結構的不同之處在于比較器67的輸出端插有定時設定器68。即，比較器67的檢測持續(xù)定時設定器68設定的時間以上時，判斷電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥?。
此情況下也與第2實施例等情況相同，能避免檢測信號高次諧波成分引起的故障檢測誤動作。
實施例17第15實施例和第16實施例都通過取得各相的電壓反饋值之和來求出零相電壓，但通過取得各相的電壓指令值與電壓反饋值的偏差進而獲得各相的偏差輸出之和來求零相電壓，也能獲得相同的效果。
實施例18圖17是把本發(fā)明第18實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。本例使用可輸出三種類型電壓電平的所謂3電平逆變器。該故障檢測裝置專門用來檢測逆變器輸入端的直流電壓平衡異常。圖17中，5A及5B是相互串接于直流電源的兩極端子P、N之間的電容器。3電平逆變器主電路6，輸入端接至直流電源的兩極端子P、N和兩電容器5A、5B的中間連接端子C，通過輸出可調電壓及可調頻率的3相交流電壓及電流，驅動感應電動機3。
13A及13B是分別檢測電容器5A和5B的電壓的直流電壓檢測器，69是運算來自直流電壓檢測器13A的電壓反饋值和來自直流電壓檢測器13B的電壓反饋值之間偏差的加法器。70是作為故障檢測單元的比較器，當來自加法器69的偏差輸出為來自電平設定器71的設定值以上時，輸出表示直流電壓平衡異常的信號。
下面，說明動作。逆變器控制電路20，根據輸入的速度指令向逆變器主電路6的各臂的晶體管6T提供必要的門信號。逆變器主電路6將規(guī)定的電壓和電流輸出供給感應電動機3。逆變器控制電路20控制各晶體管6T的觸發(fā)幅度，使電容器5A、5B的電壓在規(guī)定范圍內取得平衡。即，進行直流電壓平衡控制。這種直流電壓平衡控制已眾所周知。
失去直流電壓平衡，來自加法器69的偏差輸出值即使瞬時為來自設定器71的設定值以上，比較器70也輸出表示直流電壓平衡異常的信號。即，能檢測出所謂直流電壓平衡異常的故障。
實施例19圖18是把本發(fā)明第19實施例逆變器故障檢測裝置同逆變器及負載一起進行表示的構成圖。與圖17所示結構的不同之處在于比較器70的輸出端插有定時設定器72。即，在比較器70的檢測輸出持續(xù)時間超過定時設定器72設定的時間以上時，輸出表示直流電壓平衡異常的信號。
此情況下也與第2實施例等的情況相同，能避免檢測信號高次諧波成分引起的故障檢測誤動作。
實施例20上述各實施例中，使用各種偏差輸出值為設定值以上則其輸出為“H”電平的比較器作比較單元，但也未必限于用以如此輸出狀態(tài)工作的單元。而且，上述各實施例是做成用“與”電路判斷多個條件成立，但如果是考慮前級輸出狀態(tài)，就能夠判斷是否在實質上同時具備故障檢測所要求的條件的單元，則也可用其它種類的邏輯電路。
還有，構成逆變器主電路的開關元件不只限于功率晶體管，也可以是可控硅等其它種類的元件。再者，負載也不只限于感應電動機，控制裝置也不限于向量控制、PWM控制。
如上所述，由于逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成當電流指令值與電流反饋值的偏差為設定值以上且限幅電路的工作點處于飽和區(qū)時，就判斷電流控制子系統(tǒng)為異常，因此能防止控制指令值突變所引起的誤檢動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成一旦電壓指令值與電壓反饋值的偏差為設定值以上，且限幅電路工作點不在飽和區(qū)，就判斷電壓控制子系統(tǒng)為異常的情況下，因限幅電路的存在，能防止電壓指令值為非線性所引起的誤檢動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在未檢測出電壓控制子系統(tǒng)異常狀態(tài)下檢測出電流控制子系統(tǒng)異常時，就判斷為故障的情況下，能限定故障發(fā)生對象為反饋電流檢測器。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成當根據電壓和電流求出的電動機輸入與根據反饋值求出的電動機輸出之偏差為設定值以上時，判斷為故障的情況下，能檢測出速度檢測器的異常。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，做成在同時未檢測出電流控制子系統(tǒng)異常和電壓控制子系統(tǒng)異常這樣的必要附加條件下，檢測出速度檢測異常時，能將故障檢測時的故障發(fā)生對象可靠地限定為只會是速度檢測器。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在設定值以上的偏差輸出持續(xù)時間超過設定時間這樣的必要附加條件下，檢測出電流控制子系統(tǒng)故障時，能避免檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在設定值以上的偏差輸出持續(xù)時間超過設定時間這樣的必要附加條件下，檢測出電壓控制子系統(tǒng)故障時，能避免檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢出裝置做成在設定值以上的偏差輸出持續(xù)時間超過設定時間這樣的必要附加條件下，檢測出速度檢測器的故障時，能避免速度檢測器故障檢測時檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢出裝置做成當循環(huán)電流反饋值為設定值以上，且限幅電路的工作點處于飽和區(qū)時就判斷循環(huán)電流控制子系統(tǒng)為異常的情況下，能僅將不可能恢復到正常狀態(tài)的場合作為異常進行檢測。因此，不會妨礙原來的控制動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在設定值以上的偏差輸出持續(xù)時間超過設定時間這樣的必要附加條件下，檢測出故障時，能避免檢出循環(huán)電流控制子系統(tǒng)故障時檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成當對各相的電流指令值與電流反饋值之差或者對各相的電流反饋值進行相加后求出零相電流，并且零相電流為設定值以上時判斷為故障的情況下，能檢測出電流控制子系統(tǒng)異常或者逆變器系統(tǒng)接地。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在設定值以上的零相電流持續(xù)時間超過設定時間這樣的必要附加條件下，檢測出故障時，能避免檢測電流控制子系統(tǒng)異常或者逆變器系統(tǒng)接地時檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在用接地檢測器未檢測出接地這樣的必要附加條件下，檢測出零相電流異常時，能將故障發(fā)生對象可靠地限定為電流控制子系統(tǒng)。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成當對各相的電壓指令值與電壓反饋值之偏差，或者對各相的電壓反饋值進行相加后求出零相電壓，并且零相電壓為設定值以上時就判為故障的情況下，能檢測出電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤飨到y(tǒng)接地。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在設定值以上的零相電壓持續(xù)時間超過設定時間以上這樣的必要附加條件下，檢測出故障時，能避免檢測電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤飨到y(tǒng)接地時檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成當各電容器的電壓檢測值之偏差為設定值以上時，判斷為故障的情況下，能檢測出3電平逆變器系統(tǒng)中的直流電壓平衡異常。
逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置做成在設定值以上的偏差輸出持續(xù)時間超過設定時間這樣的必要附加條件下，檢測出故障時，能避免檢測信號高次諧波成分等引起的誤動作。
權利要求
1.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含電流控制子系統(tǒng)的逆變器系統(tǒng)的故障，該電流控制子系統(tǒng)具有運算單元和電流控制器，運算單元運算電流指令值與電流反饋值之偏差，電流控制器該運算單元的偏差輸出進行電流控制操作，向限幅電路輸出控制值，當電流控制器輸出超過一定值時限幅電路使輸出飽和，該逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的特征在于包括判斷所述偏差輸出是否超過設定值的比較單元；判斷所述限制電路工作點是否處于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入所述比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當所述偏差輸出超過所述規(guī)定的設定值且所述限幅電路工作點處于所述飽和區(qū)時，判定所述電流控制子系統(tǒng)發(fā)生異常的故障檢測單元。
2.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含電壓控制子系統(tǒng)的逆變器系統(tǒng)的故障，該電壓控制系統(tǒng)包括一限幅電路，該限幅電路輸入電壓指令值，若該值超過一定值便使輸出飽和，電壓控制子系統(tǒng)根據該限幅電路輸出的電壓指令值控制輸出電壓，該逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的特征在于包括運算所述限幅電路輸出的電壓指令值與電壓反饋值之偏差的運算單元；判斷該運算單元輸出的偏差輸出是否超過規(guī)定的設定值的比較單元；判斷所述限幅電路工作點是否處于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入所述比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當所述偏差輸出超過所述規(guī)定的設定值且所述限幅電路工作點不處于所述飽和區(qū)時，判定為所述電壓控制子系統(tǒng)發(fā)生異常的故障檢測單元。
3.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，該逆變器系統(tǒng)包括電流控制子系統(tǒng)，它具有運算電流指令值與電流反饋值之偏差的運算單元，以及對所述運算單元輸出的偏差輸出進行電流控制操作后輸出電壓指令值的電流控制器；電壓控制子系統(tǒng)，具有限幅電路，該限幅電路輸入電壓指令值，當該值超過一定值時便使輸出飽和，根據該限幅電路輸出的電壓指令值控制輸出電壓；該逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的特征在于包括判斷所述偏差輸出是否超過規(guī)定的設定值的電流控制子系統(tǒng)比較單元；判斷所述限幅電路工作點是否處于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入所述電流控制子系統(tǒng)比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當所述偏差輸出超過所述規(guī)定的設定值且所述限幅電路工作點處于所述飽和區(qū)時，判定所述電流控制子系統(tǒng)有可能發(fā)生異常的電流控制子系統(tǒng)故障檢測單元；運算所述限幅電路輸出的電壓指令值與電壓反饋值之偏差的電壓控制子系統(tǒng)運算單元；判斷該電壓控制子系統(tǒng)運算單元輸出的偏差輸出是否超過規(guī)定的設定值的電壓控制子系統(tǒng)比較單元；輸入所述電壓控制子系統(tǒng)比較單元的輸出與所述飽和檢測單元的輸出，當偏差輸出超過規(guī)定的設定值且所述限幅電路工作點不處于所述飽和區(qū)時，判定所述電壓控制子系統(tǒng)有可能發(fā)生異常的電壓控制子系統(tǒng)故障檢測單元；在所述電流控制子系統(tǒng)故障檢測單元判定為電流控制子系統(tǒng)有可能發(fā)生異常，而且所述電壓控制子系統(tǒng)故障檢測單元未判定電壓控制子系統(tǒng)有可能發(fā)生異常時，判定電流控制子系統(tǒng)發(fā)生故障的第三故障檢測單元。
4.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測逆變器系統(tǒng)的故障，該逆變器系統(tǒng)包括對電動機提供輸出電壓以及輸出電流并進行驅動的逆變器，該逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的特征在于包括由所述輸出電壓與輸出電流運算所述電動機輸入的第一輸出運算單元；由轉矩與速度檢測器檢測的所述電動機的速度反饋值運算所述電動機輸出的第二輸出運算單元；運算所述第一輸出運算單元的輸出與第二輸出運算單元的輸出之偏差，當該偏差值超過規(guī)定的設定值時判定所述速度檢測器發(fā)生異常的故障檢測單元。
5.如權利要求3所述的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，其中逆變器對電動機提供輸出電壓以及輸出電流并進行驅動，該故障檢測裝置的特征在于包括由所述輸出電壓與輸出電流運算所述電動機輸入的第一輸出運算單元；由轉矩與速度檢測器檢測的所述電動機的速度反饋值運算所述電動機輸出的第二輸出運算單元；運算所述第一輸出運算單元的輸出與第二輸出運算單元的輸出之偏差，并在電流控制子系統(tǒng)故障檢測單元以及電壓控制子系統(tǒng)故障檢測單元均未檢測出異常，且所述偏差超過規(guī)定的設定值時，判定所述速度檢測器發(fā)生異常的故障檢測單元。
6.如權利要求1或3或5所述的逆變器故障檢測裝置，其特征在于電流控制子系統(tǒng)比較單元與故障檢測單元之間加入一持續(xù)時間檢測單元，當所述比較單元的輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，將所述比較單元的輸出送至所述故障檢測單元。
7.如權利要求2或3或5所述的逆變器故障檢測裝置，其特征在于在電壓控制子系統(tǒng)比較單元與故障檢測單元之間加入一持續(xù)時間檢測單元，當所述比較單元的輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，將所述比較單元的輸出送到所述故障檢測單元。
8.如權利要求5或7所述的逆變器故障檢測裝置，其特征在于檢測速度檢測器異常的故障檢測單元當偏差持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，判定所述速度檢測器發(fā)生異常。
9.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含循環(huán)電流控制子系統(tǒng)的逆變器系統(tǒng)的故障，其中循環(huán)電流控制子系統(tǒng)包括循環(huán)電流控制器，該控制器使多個逆變器輸出端互相并接而成的多逆變器系統(tǒng)的并聯電路中流過的循環(huán)電流放大，作為電壓指令值輸出；以及加于該循環(huán)電流控制器輸出端，當循環(huán)電流控制器輸出超過一定值時就使輸出飽和的限幅電路，而且循環(huán)電流控制子系統(tǒng)根據該限幅電路輸出的電壓指令值控制所述各逆變器輸出電壓，該故障檢測裝置的特征在于包括判斷所述循環(huán)電流反饋值是否超過規(guī)定的設定值的比較單元；判斷所述限幅電路工作點是否處于飽和區(qū)的飽和檢測單元；輸入所述比較單元的輸出與飽和檢測單元的輸出，當所述循環(huán)電流反饋值超過所述規(guī)定的設定值，且所述限幅電路工作點處于所述飽和區(qū)時，判定為所述循環(huán)電流控制子系統(tǒng)發(fā)生異常的故障檢測單元。
10.如權利要求9所述的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，其特征在于在比較單元與故障檢測單元之間加入持續(xù)時間檢測單元，當所述比較單元的輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，便向所述故障檢測單元提供所述比較單元的輸出。
11.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含輸出3相交流電壓以及3相交流電流的逆變器的逆變器系統(tǒng)中的故障，其特征在于包括一故障檢測單元，該檢測單元對各相電流指令值與電流反饋值之偏差或各相電流反饋值求和后檢測零相電流，當該零相電流超過規(guī)定的設定值時，即判定發(fā)生電流控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥?。
12.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含輸出3相交流電壓以及3相交流電流的逆變器的逆變器系統(tǒng)中的故障，其特征在于包括一故障檢測單元，該檢測單元對各相電流指令值與電流反饋值之偏差或各相電流反饋值求和后檢測零相電流，當超過規(guī)定的設定值的零相電流持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，即判定發(fā)生電流控制子系統(tǒng)異常或逆變器接地。
13.如權利要求11或12所述的逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，其特征在于包括一第二故障檢測單元，當該故障檢測單元檢測出故障，且檢測逆變器輸出電路接地的接地檢測器未檢測出接地時，即檢測為電流控制子系統(tǒng)異常。
14.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含輸出3相交流電壓以及3相交流電流的逆變器的逆變器系統(tǒng)中的故障，其特征在于包括一故障檢測單元，該檢測單元對各相電壓指令值與電壓反饋值之偏差或各相電壓反饋值求和后檢測零相電壓，當該零相電壓超過規(guī)定的設定值時，即判定發(fā)生電壓控制子系統(tǒng)異?；蚰孀兤鹘拥?。
15.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含輸出3相交流電壓以及3相交流電流的逆變器的逆變器系統(tǒng)中的故障，其特征在于包括一故障檢測單元，該檢測單元對各相電壓指令值與電壓反饋值之偏差或各相電壓反饋值求和后檢測零相電壓，當超過規(guī)定的設定值的零相電壓持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，即判定發(fā)生電壓控制子系統(tǒng)異常或逆變器接地。
16.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置，檢測包含3電平逆變器的逆變器系統(tǒng)中的故障，該3電平逆變器，其直流電源兩極端子與互相串聯連接在該兩極端子之間的電容器的中間接點相連接，可輸出3種電壓電平，該逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的特征在于包括檢測所述各電容器極間電壓的電壓檢測器；運算這些電壓檢測器輸出的偏差的加法器；當該加法器輸出的偏差輸出超過規(guī)定的設定值時，即判定發(fā)生直流電壓平衡異常的故障檢測單元。
17.一種逆變器系統(tǒng)故障檢測單元，檢測包含3電平逆變器的逆變器系統(tǒng)中的故障，該3電平逆變器，其直流電源兩極端子與互相串聯連接在該兩極端子之間的電容器的中間接點相連接，可以輸出3種電壓電平，該逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置的特征在于包括檢測所述各電容器極間電壓的電壓檢測器；運算這些電壓檢測器輸出的偏差的加法器；當超過規(guī)定的設定值的該加法器的偏差輸出持續(xù)了規(guī)定的設定時間以上時，即判定發(fā)生直流電壓平衡異常的故障檢測單元。
全文摘要
逆變器的控制系統(tǒng)包括運算電流指令值與電流反饋值之偏差的減法器25，放大該減法器的偏差輸出作為電壓指令值輸出的電流控制器26；以及該控制器輸出端的限幅電路。逆變器系統(tǒng)故障檢測裝置中，比較器30在上述偏差輸出超過規(guī)定值時輸出“H”電平。飽和檢測器32當限幅電路27工作于飽和區(qū)時輸出“H”電平。上述比較器與飽和檢測器的輸出均輸入“與”電路33，該電路在上述偏差輸出超過規(guī)定值且限幅電路飽和時判定逆變器電流控制子系統(tǒng)異常。
文檔編號H02P27/04GK1118878SQ9410301
公開日1996年3月20日 申請日期1994年3月15日 優(yōu)先權日1994年2月7日
發(fā)明者小川晴毅, 琴野英德, 溝口昭次 申請人:三菱電機株式會社