[发明专利]用于检测输入缺相的装置及其方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于检测输入缺相的装置及其方法，尤其涉及一种按如下配置的用于检测输入缺相的装置及其方法：该装置被配置为判定输入至三相变频器的纹波电压的幅值，以检测是否存在缺失的输入相。

背景技术

变频器（inverter）能够用于各种目的。一个示例是用于加速或者变速地驱动感应电动机或者同步电动机的三相变频器。三相电动机接收三相交流电并且通过二极管整流器获得直流电。

同时，三相变频器形成有平滑电容器以保持接近直流电流的直流电压。平滑电容器通常与铝电解电容器一起使用，其中铝电解电容器的寿命与电容器的纹波电流有关。纹波电流在电容器的内部产生热量从而缩短寿命。因为电解电容器的寿命比变频器的半永久切换元件或者其他部件的寿命短，所以电容器的寿命取决于变频器的寿命。

在由于短路等而未能供应三相输入中的一相电力的情况下，在电容器中流动的纹波电流在大小上有问题地增大从而缩短电容器的寿命。因此，已经做出尝试来检测缺失的输入相。

用于检测缺失的输入相的常规方法主要是使用直流电压的最小值来判定是否存在缺失的输入相的方法。也就是说，直流电压根据负载的情况而改变，其中相对于没有负载时的情况，当有很多负载时直流电压的最小值减小。当存在缺失的输入相时，直流电压的最小值大幅减小，于是常规的方法使用这种技术来检测缺失的输入相。

然而，常规的方法的缺点在于，在检测缺失的输入相的过程中会产生错误。

图1、图2和图3图示出根据现有技术的用于检测缺失的输入相的方法。参照图1、图2和图3，测量滤波电容器上的电压，并且在纹波电压的整数周期中对所测量的电压进行采样。

图1图示出纹波电压周期表示为120Hz，其是60Hz的输入电力频率的两倍，并且图1还图示出120Hz的一次采样。在以与纹波电压周期相同的周期进行采样的情况下，因为各个周期读出的值是相同的，所以难以知道纹波中的波动范围。

图2图示出以纹波电压周期两倍的周期进行采样的方法，其中如果在对纹波电压的最大值和最小值进行采样的时间处进行采样，则能够知道纹波电压的幅度。然而，没有明确提及如何获知产生最大值和最小值的时间。如果以随机时间进行采样，则会发生无法知道幅度的问题。

同时，在如图3所示的采样的情况下，存在的问题是当存在纹波时，V1(n+1)-V1(n)=0。

上述常规的技术可能产生输入缺相的错误，并且难以解决这个问题。

发明内容

本公开旨在解决现有技术的上述问题，因此，本发明的特定实施例的目的是提供一种被配置为无误地检测输入缺相的装置及其方法。

另一个目的是提供一种用于检测输入缺相的装置及其方法，所述装置被配置为实现无纹波频率的计算过程的快速响应实施和简化实施。

在本公开的一个总体方案中，提供了一种基于输入到三相变频器的电压来检测输入缺相的装置，所述装置包括：电力输入单元，其施加三相交流电压；整流单元，其对由所述电力输入单元施加的交流电压进行整流；滤波单元，其对经整流的电压进行带通滤波并且根据经滤波的电压计算纹波电压的幅值；以及输入缺相检测单元，其根据纹波电压的幅值来判定是否已经发生输入缺相。

优选地，但非必须地，所述滤波单元包括：带通滤波器，其从直流电压中提取预定的频带；以及RMS（均方根）计算单元，其将从所述带通滤波器中所提取的频带转换为均方根值。

优选地，但非必须地，在使用60Hz的商用电源的情况下，所述带通滤波器提取从110Hz到130Hz的频率分量。

优选地，但非必须地，在使用60Hz的商用电源的情况下，所述带通滤波器的采样频率为至少240Hz。

优选地，但非必须地，所述装置进一步包括显示单元，所述显示单元用于显示是否已经发生输入缺相。

在本公开的另一个总体方案中，提供了一种基于输入到三相变频器的电压来检测输入缺相的方法，所述方法包括：施加三相交流电压；对交流电压进行整流；对经整流的电压进行带通滤波；根据经滤波的电压计算纹波电压的幅值；以及根据纹波电压的幅值来判定是否已经发生输入缺相。

优选地，但非必须地，所述滤波步骤包括：从经整流的电压中提取预定的频带；以及将所提取的频带的幅值转换为RMS（均方根）值。

优选地，但非必须地，所述方法进一步包括显示是否已经发生输入缺相。

优选地，但非必须地，在由判定步骤判定出已经发生输入缺相的情况下，中断用于运行电动机的PWM（脉冲宽度调制）变频器的运行。