[发明专利]供电单元及确定供电单元上罗氏电流测量直流分量的方法

说明书

本发明涉及一种用于电动机控制器的供电单元，该供电单元具有三相电源输入、连接到三相电源输入的三相整流器；与三相整流器相连的直流电压中间电路、计算单元和罗氏测量装置，该测量装置被设置用于测量相电流并输出到计算单元。根据本发明，供电单元具有网络角度测量装置，其中在计算单元中存储可以假设相电流为零的时刻点，并且其中计算单元被设置用于将由罗氏测量装置在预定的时刻点测得的相电流值存储为偏移值，通过减去偏移值校正由罗氏测量装置不在预定时刻点测得的相电流值并输出校正过的相电流值或由其导出的值。此外，本发明还涉及一种相应的方法用于确定用于电动机控制器的供电单元上的罗氏电流测量的直流分量。

技术领域

本发明涉及一种用于电动机控制器的供电单元，该供电单元可以连接到三相供电网络上并且用于为电动机控制器提供直流电压供给。

背景技术

这种用于电动机控制器的供电单元具有三相电源输入，该电源输入可以连接到三相供电网络。典型的供电网络在各相之间具有基本上为120°的相移以及在欧洲具有大约50Hz的频率。电源输入的三相与三相整流器的交流侧相连，该三相整流器通过锁定元件的开关将各相同相地在其直流侧开启。在直流侧上连接了直流电压中间电路，在该直流电压中间电路上可连接电动机控制器以便提供其直流电压供给。例如，该直流电压中间电路可以具有更大的电容，以便平滑由三相整流器整流的电源电压。

供电单元和电动机控制器也可以布置在共同的壳体中。供电单元和电动机控制器的这种组合通常称为变频器或伺服变频器。

在这种供电单元中有利的是，可以在供电输入处测量各相的相电流。例如，为了确定轴组的总驱动功率，这是有必要的，该轴组可以通过一个电动机控制器或多个电动机控制器连接在供电单元上。此外，各个相的有效值对于保护各个部件不会过载也很重要。这对于晶闸管的保护特别有意义，该晶闸管可以安装在三相整流器中。此外，还可以通过测量相电流来确定各相上的功率分配。尤其需要测量泄漏电流或故障电流，比如在发生故障的情况下，例如由于部件中的一个接地的缘故可能会出现所述的泄漏电流或故障电流。故障电流可从各个相电流来确定，因为它们在无故障的运行中总和为零，并且只有当存在故障电流时，总和才不是零。出于安全原因，期望检测出这种故障，以便能够采取相应的措施，例如紧急关断。

因此，为了对相电流进行电流测量，供电单元具有罗氏(Rogowski)测量装置，该测量装置设置在供电输入的三相中的一相上，以便测量该相的相电流。

特别地，罗氏测量装置包括罗氏线圈，该罗氏(Rogowski)线圈例如可以实施为环形的空心线圈。例如，罗氏线圈继而可以围绕待测量的电流导体同心地布置。通过电流导体的交流电流产生可变的磁场，该可变磁场又在包围它的罗氏线圈中感应出电压。如果罗氏线圈中的电压采用高阻抗进行测量，则使得罗氏线圈中的电流几乎为零，然后测得的电压与电流导体中的电流的时间导数成比例。为了从电流的时间导数中自己获得电流，必须形成时间积分。这通常通过例如被构造成模拟电路的积分电路来实现。然而，通过测量时间导数和随后的积分，相电流的直流分量会丢失。因此，使用至少由罗氏线圈和具有积分电路的相关评估单元组成的罗氏测量装置可以仅直接测量电流的交流分量。

然而，除了交流分量之外，相电流还可以具有直流分量。特别在发生故障时，诸如发生接地故障时，相电流甚至可以主要包含直流分量，而交流分量可以非常小。为了检测故障电流，通常将三相的相电流相加。在无故障的运行中，三相的电流总和为零。如果发生接地故障，则相电流之和不为零。然而，在没有大的直流分量的情况下，仅剩下小的交流分量用于评估。因此，不利的是，仅获得用于检测接地故障的非常小的测量灵敏度。如果在存在接地故障的情况下需要断开供电单元，则有必要使用相应高的阈值来关闭，以便避免意外关闭。然而，由此一来，要接受不能识别出导致相对低的故障电流的高阻抗接地故障。

因此，本发明的目的在于，提供一种供电单元，利用该供电单元有可能确定包括直流分量的相电流。

发明内容