[发明专利]用于检测逆变器中输出缺相的装置和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于检测逆变器中缺相的装置和方法。

背景技术

通常，逆变器是将3相直流电(DC)转换为交流电(AC)的设备。

图1为示出了驱动电机2的一般逆变器的框图。

逆变器1采用整流单元10将3相交流电电源转换为直流电，随后将转换的直流电储存在直流链电容器20中，然后使用逆变器单元30将其再次转换为交流电，以将转换后的交流电提供给电机2。此外，逆变器1通过改变电压和频率来控制电机2的速度。

在此，逆变器输出I的至少一个相可能被断开。这种现象被称作“缺相”，其由逆变器1的输出端和电机2之间的错接而引起，或由逆变器1的输出端和电机2之间的开关设备故障而引起。当缺相发生时，超过额定电流的过电流会被施加到电机2，导致由老化而引起发热损坏。

逆变器的这种缺相可通过检测逆变器的输出电流来判定。

图2a和图2b为示出了逆变器输出电流检测单元的框图。图2a示出了使用电流互感器(CT)的例子，并且图2b示出了分别使用臂分流电阻器的例子。

如图2a中所示，CT 41被布置在逆变器1的输出线路上，并检测逆变器单元30的3相输出电流。同时，如图2b中所示，臂分流电阻器42被布置在逆变器单元30的每一相中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发射极端上，并且当电流通过逆变器单元30的切换操作状态而流到低侧IGBT时检测逆变器单元30的输出电流。

图3为示出了被逆变器的切换操作状态限制的输出电流检测的示例图。

如图3中所示，由于电流检测区域被逆变器单元30的切换操作状态和电流导通时间限制，所以为了扩大电流检测区域，使用臂分流电阻器的逆变器输出电流检测采用这样的步骤：其检测逆变器的3相电流中的有效的2相电流，并随后计算剩余的一相电流。下表示出了使用臂分流电阻器的电流检测中的电流检测的计算。

表1

与使用CT的电流检测相比，由于这种使用臂分流电阻器的电流检测能够以更低的成本执行，所以这种使用臂分流电阻器的电流检测通常被用于廉价型的小逆变器。

然而，由于这种使用臂分流电阻器的电流检测方法为在检测逆变器的3相电流中的有效的2相电流后计算剩余的一相电流，因此存在不能精确地检测缺相的问题。

发明内容

本公开旨在达到的技术挑战是，当通过臂分流电阻器检测电流时精确地检测逆变器输出中的缺相。

为了完成上述技术挑战，在本公开的一个总的方案中，提供一种用于通过接收来自逆变器中的臂分流电阻器的输出电流而检测输出电流的缺相的方法，所述逆变器包括多个开关元件，所述方法包括：基于逆变器中的开关元件的切换操作状态而判定输出电流的扇区是否是电流检测为可能的扇区；当判定在输出电流的扇区中电流检测为不可能的时维持缺相变量不变；当判定在输出电流的扇区中电流检测为可能的且判定输出电流位于缺相带中时，增加计数到缺相变量进行累计；以及当缺相变量大于规定的检测基准时确定为缺相。

在本发明的某个示例性实施例中，所述方法可进一步包括基于从所述臂分流电阻器接收的2相输出电流而确定3相输出电流。

在本发明的某个示例性实施例中，所述方法可进一步包括当判定在输出电流的扇区中电流检测为可能的且判定输出电流位于缺相带之外时，从缺相变量减去计数进行累计。

在本发明的某个示例性实施例中，所述方法可进一步包括当确定为缺相时执行预定的保护动作。

此外，为了完成上述技术挑战，在本公开的另一个总的方案中，提供一种用于检测缺相的装置，所述装置包括：逆变器，包括多个开关元件；臂分流电阻器，其连接到逆变器的多个开关元件中的部分开关元件；第一确定单元，其被构造为基于由所述臂分流电阻器确定的2相输出电流而确定3相输出电流；以及第二确定单元，其被构造为：基于逆变器中的开关元件的切换操作状态而判定输出电流的扇区是否是电流检测为可能的扇区，当判定在输出电流的扇区中电流检测为不可能的时维持缺相变量不变，当判定在输出电流的扇区中电流检测为可能的且判定输出电流位于缺相带中时，增加计数到缺相变量进行累计，以及当缺相变量大于规定的检测基准时确定为缺相。

在本发明的某个示例性实施例中，当判定在输出电流的扇区中电流检测为可能的且判定输出电流位于缺相带之外时，所述第二确定单元可从缺相变量减去计数进行累计。

在本发明的某个示例性实施例中，当确定为缺相时，所述第二确定单元可执行预定的保护动作。