相序檢測的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種與頻率控制的壓縮機一起使用的相序檢測器，以及用于檢測變頻 電源信號的相序的方法。
【背景技術】
[0002] 由三相交流電源驅動的電壓縮機和其它電動機常對三相的順序很靈敏。如果其到 電源的連接錯誤，一些裝置可能會失靈、或甚至損壞，在一些裝置中壓縮機或電機會運行但 是反轉，這易于對壓縮機或其它電動機所屬系統的其余部分造成問題。
[0003] 發展了不同種類的相序檢測器，如果檢測到錯誤的相序其會通知用戶或關閉電 源。上述相序檢測器中的一部分通過光耦合器形成指示三個電源相位之間相位差的脈沖來 工作。但是，對于通常由逆變器作為開關電源，由此為壓縮機產生脈沖三相電源信號，例如 脈沖寬度調制電源信號，驅動的頻率控制壓縮機，因為窄脈沖利用固有的慢光耦合器不足 以傳送信號和/或光耦合器的輸出將以逆變器的開關頻率脈動，現有技術的相序檢測器無 法工作，因此不形成指示電源信號相位差的脈沖。
[0004] 進一步地，對光耦合器的相位差指示脈沖起作用的現有技術的相序檢測器的邏 輯，例如通過將相位差與絕對閾限比較，常依賴于三個相位的確定頻率，該頻率通常地為 50Hz或60Hz。因此，這種相序檢測器不適用于頻率控制的壓縮機，在頻率控制的壓縮機中 電源相位將在，例如20Hz到200Hz之間變動。測量電源相位頻率以便適應變化的電源頻率 的相序檢測器要求相對多的附加邏輯和處理能力。
【發明內容】
[0005] 發明者已經意識到上述的現有技術的問題，他們的發明目的包括提供一種與脈沖 電源一起工作的新的相序檢測器，且提供一種具有很好地適用于變頻壓縮機的邏輯的新的 相序檢測器。
[0006]本發明涉及一種用于在三相電機驅動器信號中確定相序的相序檢測方法，所述相 序檢測方法包括步驟：
[0007]接收第一脈沖列Pi2，所述第一脈沖列的脈沖指示第一相位L1和第二相位L2之 間的相位差；
[0008]接收第二脈沖列P^3，所述第二脈沖列的脈沖指示第二相位L2和第三相位L3之 間的相位差；
[0009] 確定脈沖移位比值，所述脈沖移位比值表示所述第一和第二脈沖列的脈沖移位DT1對脈沖周期DT2的比值；以及
[0010] 基于所述脈沖移位比值，確定所述三相電機驅動器信號的所述相序。
[0011] 本發明提供了通過相對測量的用于確定三個相位相序的有利方法，意味著不知道 驅動器頻率、不用測量驅動器頻率或不用進行絕對時間測量其就可工作。換句話說，本發明 實現了對常與頻率控制的電機、壓縮機等一起使用的變頻電機驅動器信號的相序檢測，并 且所述相序檢測可以有效快速地進行，這意味著它不要求很多處理能力，并無論如何都可 以提供快速結果，這可能對電機保護和安全目的而言非常關鍵。
[0012] 本發明因此對現有技術解決方案而言是具有新穎性的和創造性的，因為現有技術 解決方案只對于其被設計應用的特定驅動器頻率工作，或通過在能夠確定相位故障之前測 量實際的驅動器頻率工作。
[0013] 根據本發明，如下文所述地，第一和第二脈沖列優選地由較優的脈沖發生器提供， 或者由被布置以形成兩個脈沖列的任何其它脈沖發生器提供，所述兩個脈沖列的每一個都 包括表示三個相位中的兩個之間的相位差的脈沖事件。
[0014] 脈沖移位表示兩個脈沖列中的脈沖事件之間的時間性差異，例如表示從脈沖列之 一的脈沖事件，例如下降沿，到另一脈沖列中對應的脈沖事件的時間。
[0015] 脈沖周期表示相同的脈沖列中的脈沖事件之間的時間性差異，例如表示從脈沖列 之一的脈沖事件，例如下降沿，到同一脈沖列中對應的脈沖事件的時間。
[0016] 根據本發明，脈沖移位和脈沖周期被測量為時間，例如以毫秒為單位，但優選地其 被簡單地表示為具有諸如時鐘報時信號、樣本、計時器事件、計數器值、斜坡信號電平等的 可比較的單位的相對時間表示形式。諸如快捷和低處理要求等的本發明的一些益處與本發 明完全無需測量相位的絕對頻率、或絕對時間而便利于確定相序的特征相關。該方法僅需 要脈沖移位和脈沖周期的以任何可用測量單位的可比較的表示形式。
[0017] 應注意，根據本發明的一個優選實施，確定脈沖移位和脈沖周期可通過確定兩個 假定是脈沖移位和脈沖周期的值（DT1、DT2)來執行，但通過它們與所比較的比值不相符， 這兩個值可能被證明事實上是，例如同一脈沖信號的脈沖周期和雙脈沖周期，或其它無效 值。
[0018] 在本發明一個優選實施例中，同步地確定脈沖移位和脈沖周期，但在一替代實施 例中可相繼地確定它們或直接確定它們的比值。
[0019] 在本發明的一個優選實施例中，多次執行該方法，優選地，二或三次，且只有所有 的，例如二或三次，結果有這個成果，或者次優選地但在本發明內，大多數測試有此成果，才 建立相序正確的結論。
[0020] 當確定所述脈沖移位比值和確定所述相序的所述步驟由以下步驟得到時，得到本 發明的一個優選實施例：
[0021] 確定第一時間性差異DT1，所述第一時間性差異DT1表示所述第一或第二脈沖列 中之一的第一脈沖事件FE1與所述第一或第二脈沖列中之一的第二脈沖事件FE2之間的相 對時間；
[0022] 確定第二時間性差異DT2,所述第二時間性差異DT2表示所述第一脈沖事件FE1與 所述第一或第二脈沖列中之一的第三脈沖事件FE3之間的相對時間；
[0023] 當所述第一脈沖事件FE1發生于所述第一脈沖列Pm2中時，在預定公差之內所述 第一時間性差異DT1相當于所述第二時間性差異DT2的三分之一的時候，或當所述第一脈 沖事件FE1發生于所述第二脈沖列中時，在預定公差內所述第一時間性差異DT1相當 于所述第二時間性差異DT2的三分之二的時候，確定所述三相電機驅動器信號的所述相序 為第一-第二-第三相位。
[0024] 根據本發明的一個優選實施例，通過記錄三個連續的脈沖事件同時確定脈沖移位 和脈沖周期，三個連續的脈沖事件之中，假定第一 FE1和第三FE3是同一脈沖列中的兩個連 續的脈沖事件，假定第二脈沖事件FE2是另一脈沖列中的中間的脈沖事件。在本發明的一 個優選實施例中，將脈沖移位確定為第一與第二脈沖事件之間的時間值差異，將脈沖周期 確定為第一與第三脈沖事件之間時間值差異。注意，因為本發明僅需要相對時間測量，本文 中的時間值僅表示隨時間變化的值，并且可以是具有相對于實際時間的任意比例的計數器 型。
[0025] 本發明的本實施例的又一優勢是不要求任何實時測量，而僅要求一些移位和周期 之間比值的指示一一事實上僅要求假定的移位和周期之間比值的指示，因為使用該比值去 確定相序的步驟可以忽視不表示位移對周期的比值的比值，而不是如上所述地例如周期對 雙周期的比值，這當例如相位連接錯誤時可能出現。
[0026] 當所述方法還包括至少以下步驟之一時，得到本發明的一個優選實施例：
[0027] 當在預定公差內所述第一時間性差異DT1相當于所述第二時間性差異DT2的二分 之一時，確定所述第一相位L1或所述第三相位L3的缺相；
[0028] 當在預定公差內所述第一時間性差異DT1相當于0或與所述第二時間性差異DT2 相等時，確定所述第二相位L2的缺相。
[0029] 根據本發明的這一優選實施例，該創造性方法不僅可以確定相序，而且可以確定 缺相，甚至僅通過分析兩個脈沖列表明哪個相位已缺失。
[0030] 當所述方法包括基于所述三相電機驅動器信號的所述第一相位L1、第二相位L2 和第三相位L3,使得脈沖發生器PG形成所述第一脈沖列Pm 2和所述第二脈沖列的步 驟；且其中，所述方法還包括至少以下步驟之一時，得到本發明的優選實施例：
[0031] 當在預先確定的超時時間內，例如60ms內，或在所述脈沖列PUw P^3的第一、第 二和第三脈沖事件FE1、FE2、FE3之中，在所述第一脈沖列Pm2中沒有檢測到脈沖事件時， 確定所述脈沖發生器PG沒有連接至所述第一相位L1 ;
[0032] 當在預先確定的超時時間內，例如60ms內，或者在所述第一、第二和第二脈沖事 件FE1、FE2、FE3之中，在所述第二脈沖列中沒有檢測到脈沖事件時，確定所述脈沖發 生器PG沒有連接至所述第三相位L3。
[0033] 根據一個優選實施例，當在相關脈沖列中沒有檢測到脈沖事件時，可確定相序檢 測器至壓縮機驅動器信號連接中的故障，即如果第一脈沖列中沒有出現事件相位L1斷路， 如果第二脈沖列中沒有出現事件L3斷路。脈沖事件的不發生可成立于例如一定時間過去 之后，該時間例如根據實際操作的與最長可能脈沖周期相對應的時間，如50ms，加上合理的 公差，如l〇ms，或者當三個檢測到的脈沖事件全部出現在同一脈沖列時，脈沖事件的不發生 可成立。還注意根據本發明，包括超時在內的所有的時間，可優選地由諸如時鐘報時信號、 樣本數量、計數器值等的相對手段來確定。
[0034] 當所述三相電機驅動器信號是變頻驅動器信號時，得到本發明的一個優選實施 例。
[0035] -個主要特點是即使沒有頻率的預先或附加信息、或任何頻率的直接測量，本發 明的相序檢測器用變頻驅動器信號可靠、高效和快速地工作，該變頻驅動器信號常與頻率 控制的電機、壓縮機等一起使用。因此當所述三相電機驅動器信號是脈沖寬度調制的PWM 驅動器信號或者其它便于控制頻率的脈沖信號時，得到本發明的一個特別優選的實施例。
[0036] 當所述脈沖發生器PG包括被布置以將所述三相電機驅動器信號的脈沖信號，例 如PWM信號，轉換為大體上連續的信號的第一和第二脈沖轉換部分Cl、R5、C2、R6時，得到 本發明的一個優選實施例。
[0037] 根據本發明，為了克服例如光耦合器比脈沖調制的驅動器信號的窄脈沖反應慢的 問題，或在比較脈沖調制的正弦曲線的絕對相位（implicitphase)中的困難，脈沖發生器 優選地包括脈沖轉換裝置。
[0038] 當所述方法包括一旦檢測到所述第一脈沖事件FE1便啟動計數器的步驟，且其 中，一旦檢測到所述第二脈沖事件FE2,便確定所述脈沖移位DT1為所述計數器的值，以及 一旦檢測到所述第三脈沖事件FE3,便確定所述脈沖周期DT2為所述計數器的值時，得到本 發明的一個優選實施例。
[0039] 由于本發明中計時優選地為相對的，可僅僅通過讀取計數器值來確定脈沖移位和 脈沖周期。計數器無需顯示任何與實際時間、信號樣本、頻率等的關聯，因為本發明僅使用 計數器值的比值來檢測相序。
[0040] 本發明還涉及一種在相序檢測器中使用的脈沖發生器PG，包括：
[0041] 第一、第二和第三相輸入Ll、L2、L3 ;
[0042] 第一和第二脈沖輸出P