三相電狀況檢測裝置、方法和電機系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開一般地涉及H相電機保護，尤其涉及一種用于檢測H相電的狀況的檢測裝 置、檢測方法，W及使用該檢測裝置的電機系統。
【背景技術】
[0002] 電機損壞主要是由于電機在非正常H相電狀況下運行引起的。非正常H相電狀況 主要包括；電機繞組本身斷開引起的缺相、H相交流電源與電機端子之間連接線路斷開引 起的缺相，W及交流電源各相線中發生的缺相或反相。要進行電機運行保護，則需要準確并 及時地對上述幾種情況的發生進行檢測。
[0003] 在具有變頻器的電機系統中，變頻器可W提供對電機的保護，包括瞬間斷電期間 的控制、停轉保護、頻率檢測、故障重啟、過轉矩檢測和其它類型的硬件保護。但是，很多情 況下，變頻器本身的檢測和保護功能不足W滿足用戶對電機系統安全性的需求。需要布置 額外的檢測模塊來檢測H相電狀況，W加強對電機的保護。
[0004] 在一種已知方案中，檢測模塊使用分壓感測電路來檢測變頻器輸出的模擬電壓。 基于所檢測到的模擬電壓的電壓均方根值和頻率的測量值來確定H相電的狀況。在確定H 相電狀況不正常，諸如缺相或反相的情況下，輸出控制信號，對變頻器下游的S相接觸器的 導通和斷開進行控制，W實現對電機的保護。
[0005] 已知方案的測量準確度W及測量到非正常狀況后進行保護動作的方式有待進一 步改進。
【發明內容】
[0006] 根據本公開的一個方面，提供一種用于檢測H相電的狀況的檢測裝置。該檢測裝 置包括；脈沖生成電路，被配置為根據H相電的第一相和第二相間的第一線電壓生成第一 脈沖信號，W及根據H相電的第H相和第二相間的第二線電壓生成第二脈沖信號，其中當 第一線電壓分別為高于或低于預定電壓闊值時，第一脈沖信號分別處于第一狀態和第二狀 態，當第二線電壓分別為高于或低于預定電壓闊值時，第二脈沖信號分別處于第H狀態和 第四狀態。該檢測裝置還包括：檢測單元，被配置為根據比值算法來檢測H相電的狀況。比 值算法依據下述方面的至少之一工作：第一脈沖信號和第二脈沖信號的脈寬的相對關系， 和第一脈沖信號和第二脈沖信號之間的相位差與第一脈沖信號或第二脈沖信號的周期的 相對關系。
[0007] 根據本公開的一個實施例，脈寬的相對關系可W通過脈寬比來表征。
[0008] 根據本公開的一個實施例，相位差與周期的相對關系可W通過相周比，即所述相 位差與所述第一脈沖信號或所述第二脈沖信號的周期的比值來表征。
[0009] 或者，根據本公開的一個實施例，脈寬的相對關系可W通過脈寬比來表征，并且相 位差與周期的相對關系可W通過相周比，即相位差與第一脈沖信號或第二脈沖信號的周期 的比值來表征。
[0010] 根據本公開的另一個實施例，檢測單元可W進一步被配置為：在第一脈沖信號和 第二脈沖信號的頻率小于頻率闊值，并且第一脈沖信號和第二脈沖信號的脈寬都大于等于 脈寬闊值時，根據比值算法來進行檢測。
[0011] 根據本公開的另一個實施例，根據比值算法，當脈寬比小于第一闊值Thl時，檢測 單元可W確定H相電中的第一相或第H相缺相。
[0012] 根據本公開的另一個實施例，根據比值算法，當脈寬比大于等于第一闊值化1，且 相周比落入（0,化2)或（化3，化4)中時，檢測單元可W確定H相電缺相，其中化2、化3和 化4分別是第二、第H和第四闊值，其中，0<化2<化3<化4。
[0013] 根據本公開的另一個實施例，根據比值算法，當脈寬比大于等于第一闊值化1，且 相周比落入（化5,Th6)中時，檢測單元可W確定H相電存在反相，其中，Th5和Th6是第五闊 值和第六闊值，其中，化2<化5<化6<化3。
[0014] 根據本公開的另一個實施例，根據比值算法，當脈寬比大于等于第一闊值化1，且 相周比落入其它范圍中時，檢測單元可W確定H相電的狀況為正常。
[0015] 根據本公開的另一個實施例，檢測單元可W被進一步配置為在第一脈沖信號和第 二脈沖信號的頻率小于頻率闊值，并且第一脈沖信號和第二脈沖信號的脈寬都小于脈寬闊 值時，確定H相電關閉。
[0016] 根據本公開的另一個實施例，檢測單元可W被進一步配置為在第一脈沖信號和第 二脈沖信號的頻率小于頻率闊值，并且第一脈沖信號和第二脈沖信號之一小于脈寬闊值而 另一個的脈寬大于等于脈寬闊值時，確定H相電的狀況為單相電缺相。
[0017] 根據本公開的另一個方面，提供一種用于檢測H相電的狀況的檢測方法，包括：根 據H相電的第一相和第二相間的第一線電壓生成第一脈沖信號，W及根據H相電的第H相 和第二相間的第二線電壓生成第二脈沖信號，其中當第一線電壓分別為高于或低于預定電 壓闊值時，第一脈沖信號分別處于第一狀態和第二狀態，當第二線電壓分別為高于或低于 預定電壓闊值時，第二脈沖信號分別處于第H狀態和第四狀態。該方法還包括根據比值算 法來檢測H相電的狀況。比值算法依據下述方面的至少之一進行工作；第一脈沖信號和第 二脈沖信號的脈寬的相對關系，和第一脈沖信號和第二脈沖信號之間的相位差與第一脈沖 信號或第二脈沖信號的周期的相對關系。
[0018] 根據本公開的另一個方面，提供一種電機系統，包括根據本公開一個方面的檢測 裝置，W及控制裝置，其中，控制裝置被配置為；響應于指示特定狀況的檢測結果執行相應 的預定操作。其中，檢測裝置所檢測的H相電是從電機系統各級之一處采樣的H相電。
[0019] 在根據本公開的一個實施例中，控制裝置還可W包括變頻器；并且，變頻器被配置 為響應于檢測結果觸發自身的保護機制。
[0020] 在根據本公開的另一個實施例中，控制裝置還可W包括旁路接觸器，其在閉合時 將變頻器旁路。
[0021] 根據本公開的另一個實施例，檢測裝置和變頻器之間可W通過現場總線或無線通 信進行數據共享。
[0022] 通過使用根據本公開的H相電狀況檢測裝置和方法、W及包括該檢測裝置的電機 系統，可W使用低成本的基于電壓的檢測方法，在甚至具有變頻器的電機系統中準確地檢 巧||出H相電的缺相、反相等狀況，W對電機提供適當和及時的保護。
【附圖說明】
[0023] 參照下面結合附圖對本公開的實施例的說明，會更加容易地理解本公開的W上和 其它目的、特點和優點。在附圖中，相同的或對應的技術特征或部件將采用相同或對應的附 圖標記來表示。在附圖中不必依照比例繪制出單元的尺寸和相對位置。
[0024] 圖1是例示根據本公開實施例的用于檢測H相電的狀況的檢測裝置的結構框圖。
[0025] 圖2a是示出根據本公開實施例的脈沖生成電路的示例性電路圖。
[0026] 圖化是例示脈沖生成電路生成的兩個脈沖信號W及它們之間的相位關系的波形 圖。
[0027] 圖3是例示脈寬比和相周比的取值與H相電狀況的對應關系的示意圖。
[0028] 圖4是例示根據本公開另一個實施例的檢測裝置的結構框圖。
[0029] 圖5是例示根據本公開實施例的用于檢測H相電的狀況的檢測方法的流程圖。
[0030] 圖6是例示根據本公開實施例的低頻檢測算法的狀態圖。
[0031] 圖7是例示根據本公開實施例的檢測單元進行的檢測的流程圖。
[0032] 圖8是例示根據本公開實施例的電機系統的結構的框圖。
[0033] 圖9是示意性示出使用根據本公開實施例的檢測裝置的電機系統的電路圖。
[0034] 圖10是示意性示出使用根據本公開實施例的檢測裝置的電機系統的電路圖。
[0035] 圖11是示意性示出使用根據本公開實施例的檢測裝置的電機系統的電路圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面參照附圖來說明本公開的實施例。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中 省略了與本公開無關的、本領域技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0037] 本領域的技術人員可W理解，本發明的各方面的處理或功能可W被實施為完全硬 件實施方式，或組合軟件部分與硬件部分的實施方式。該些處理或功能在本文可W-般地 稱之為"電路"、"模塊"或"系統"。例如，對于兩個物理量的比較，可W通過模擬電路來比 較，也可W采樣為數字值后通過邏輯電路來比較，或者通過處理器執行比較指令的方式來 比較。可W根據具體實現中性能、成本等方面的因素來確定各個處理或功能的實施方式。
[0038] 圖1是例示根據本公開實施例的用于檢測H相電的狀況的檢測裝置100的結構框 圖。檢測裝置100包括脈沖生成電路101和檢測單元102。
[0039] 脈沖生成電路101被配置為根據H相電的第一相和第二相間的第一線電壓生成 第一脈沖信號，W及根據H相電的第H相和第二相間的第二線電壓生成第二脈沖信號，其 中當第一線電壓分別為高于或低于預定電壓闊值時，第一脈沖信號分別處于第一狀態和第 二狀態，當第二線電壓分別為高于或低于預定電壓闊值時，第二脈沖信號分別處于第H狀 態和第四狀態。假設，在本實施例中，檢測裝置100對電機繞組的H相輸入U、V、W處的H相 電的狀況進行檢測，則脈沖生成電路101可W分別根據U相和V相之間W及W相和V相之 間的線電壓生成兩個脈沖信號。上述預定電壓闊值可W根據電路的具體設計方案來確定。 脈沖信號的不同狀態，諸如第一和第二狀態W及第H和第四狀態，分別表示脈沖信號的高、 低電平。
[0040] 圖2a中示出根據本