[发明专利]用于有源前端滤波电容器劣化检测的方法和装置

摘要

提供了用于检测有源前端(AFE)电力转换器中的三角形连接的滤波电容器的劣化的装置和方法，其中，基于所测量的支路电路电流来计算三角形电路电容器臂电流，并且基于所计算的臂电流以及所测量的线间电压和相应相位角来计算滤波电容器阻抗值,以与一个或更多个阈值进行比较，以选择性地检测滤波电容器的劣化。还提供了通过将基频RMS阻抗值计算为RMS电容器电压与RMS电路支路电流的比率，并且将所计算的RMS阻抗值与一个或更多个阈值进行比较来检测星形连接的滤波电容器的劣化的装置和方法。

主权项

一种电力转换系统(10)，包括：电力转换器输入(4)，其能够进行操作以接收多相交流输入电力；有源前端AFE整流器(30)，其包括三相交流输入以及多个开关装置(S1‑S6)，所述多个开关装置(S1‑S6)能够根据多个整流器开关控制信号(62a)进行操作以对在所述三相交流输入处接收到的电力进行转换以提供直流输出电力；输入滤波电路(20)，其耦合在所述电力转换器输入(4)与所述AFE整流器(30)之间，所述输入滤波电路(20)包括：第一串联电路、第二串联电路和第三串联电路，其各自包括耦合在所述电力转换器输入(4)的相应相与所述AFE整流器(30)的三相交流输入的相应相之间的第二滤波电感器(Lu、Lv、Lw)；第一电容器电路支路(22a)、第二电容器电路支路(22b)和第三电容器电路支路(22c)，其分别连接至所述第一串联电路、第二串联电路和第三串联电路；以及以三角形配置连接的三个滤波电容器(Cab、Cbc、Cca)，每个滤波电容器(Cab、Cbc、Cca)连接至所述第一电容器电路支路(22a)、所述第二电容器电路支路(22b)和所述第三电容器电路支路(22c)中的两个电容器电路支路；反馈电路，其与所述输入滤波电路(20)操作耦合以感测跨所述滤波电容器(Cab、Cbc、Cca)的线间电压(Vc.ab、Vc.bc、Vc.ca)，以及在所述第一电容器电路支路(22a)、所述第二电容器电路支路(22b)和所述第三电容器电路支路(22c)中流动的滤波电路支路电流(Ic.a、Ic.b、Ic.c)；以及劣化检测系统(70)，其与所述输入滤波电路(20)操作耦合以至少部分地根据所述线间电压(Vc.ab、Vc.bc、Vc.ca)并且根据所述滤波电路支路电流(Ic.a、Ic.b、Ic.c)来计算基频滤波电容器阻抗值(Zab.60Hz、Zbc.60Hz、Zca.60Hz)，并且根据所计算的基频滤波电容器阻抗值(Zab.60Hz、Zbc.60Hz、Zca.60Hz)来选择性地检测所述滤波电容器(Cab、Cbc、Cca)中的一个或更多个滤波电容器的劣化,其中，所述劣化检测系统(70)能够操作为：对所述线间电压(Vc.ab、Vc.bc、Vc.ca)和所述滤波电路支路电流(Ic.a、Ic.b、Ic.c)进行滤波以获得所述多相交流输入电力的基频处的经滤波的线间电压(Vc.ab.60Hz、Vc.bc.60Hz、Vc.ca.60Hz)和经滤波的电路支路电流(Ic.a.60Hz、Ic.b.60Hz、Ic.c.60Hz)；根据所述经滤波的线间电压(Vc.ab.60Hz、Vc.bc.60Hz、Vc.ca.60Hz)计算RMS线间电压(Vc.ab.60Hz.rms、Vc.bc.60Hz.rms、Vc.ca.60Hz.rms)；根据所述经滤波的电路支路电流(Ic.a.60Hz、Ic.b.60Hz、Ic.c.60Hz)计算RMS电路支路电流(Ic.a.60Hz.rms、Ic.b.60Hz.rms、Ic.c.60Hz.rms)；以及根据所述RMS线间电压(Vc.ab.60Hz.rms、Vc.bc.60Hz.rms、Vc.ca.60Hz.rms)并且根据所述RMS电路支路电流(Ic.a.60Hz.rms、Ic.b.60Hz.rms、Ic.c.60Hz.rms)来计算所述基频滤波电容器阻抗值(Zab.60Hz、Zbc.60Hz、Zca.60Hz)。