三相电状况检测装置、方法和电机系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开一般地涉及H相电机保护，尤其涉及一种用于检测H相电的状况的检测装 置、检测方法，W及使用该检测装置的电机系统。
【背景技术】
[0002] 电机损坏主要是由于电机在非正常H相电状况下运行引起的。非正常H相电状况 主要包括；电机绕组本身断开引起的缺相、H相交流电源与电机端子之间连接线路断开引 起的缺相，W及交流电源各相线中发生的缺相或反相。要进行电机运行保护，则需要准确并 及时地对上述几种情况的发生进行检测。
[0003] 在具有变频器的电机系统中，变频器可W提供对电机的保护，包括瞬间断电期间 的控制、停转保护、频率检测、故障重启、过转矩检测和其它类型的硬件保护。但是，很多情 况下，变频器本身的检测和保护功能不足W满足用户对电机系统安全性的需求。需要布置 额外的检测模块来检测H相电状况，W加强对电机的保护。
[0004] 在一种已知方案中，检测模块使用分压感测电路来检测变频器输出的模拟电压。 基于所检测到的模拟电压的电压均方根值和频率的测量值来确定H相电的状况。在确定H 相电状况不正常，诸如缺相或反相的情况下，输出控制信号，对变频器下游的S相接触器的 导通和断开进行控制，W实现对电机的保护。
[0005] 已知方案的测量准确度W及测量到非正常状况后进行保护动作的方式有待进一 步改进。
【发明内容】
[0006] 根据本公开的一个方面，提供一种用于检测H相电的状况的检测装置。该检测装 置包括；脉冲生成电路，被配置为根据H相电的第一相和第二相间的第一线电压生成第一 脉冲信号，W及根据H相电的第H相和第二相间的第二线电压生成第二脉冲信号，其中当 第一线电压分别为高于或低于预定电压阔值时，第一脉冲信号分别处于第一状态和第二状 态，当第二线电压分别为高于或低于预定电压阔值时，第二脉冲信号分别处于第H状态和 第四状态。该检测装置还包括：检测单元，被配置为根据比值算法来检测H相电的状况。比 值算法依据下述方面的至少之一工作：第一脉冲信号和第二脉冲信号的脉宽的相对关系， 和第一脉冲信号和第二脉冲信号之间的相位差与第一脉冲信号或第二脉冲信号的周期的 相对关系。
[0007] 根据本公开的一个实施例，脉宽的相对关系可W通过脉宽比来表征。
[0008] 根据本公开的一个实施例，相位差与周期的相对关系可W通过相周比，即所述相 位差与所述第一脉冲信号或所述第二脉冲信号的周期的比值来表征。
[0009] 或者，根据本公开的一个实施例，脉宽的相对关系可W通过脉宽比来表征，并且相 位差与周期的相对关系可W通过相周比，即相位差与第一脉冲信号或第二脉冲信号的周期 的比值来表征。
[0010] 根据本公开的另一个实施例，检测单元可W进一步被配置为：在第一脉冲信号和 第二脉冲信号的频率小于频率阔值，并且第一脉冲信号和第二脉冲信号的脉宽都大于等于 脉宽阔值时，根据比值算法来进行检测。
[0011] 根据本公开的另一个实施例，根据比值算法，当脉宽比小于第一阔值Thl时，检测 单元可W确定H相电中的第一相或第H相缺相。
[0012] 根据本公开的另一个实施例，根据比值算法，当脉宽比大于等于第一阔值化1，且 相周比落入（0,化2)或（化3，化4)中时，检测单元可W确定H相电缺相，其中化2、化3和 化4分别是第二、第H和第四阔值，其中，0<化2<化3<化4。
[0013] 根据本公开的另一个实施例，根据比值算法，当脉宽比大于等于第一阔值化1，且 相周比落入（化5,Th6)中时，检测单元可W确定H相电存在反相，其中，Th5和Th6是第五阔 值和第六阔值，其中，化2<化5<化6<化3。
[0014] 根据本公开的另一个实施例，根据比值算法，当脉宽比大于等于第一阔值化1，且 相周比落入其它范围中时，检测单元可W确定H相电的状况为正常。
[0015] 根据本公开的另一个实施例，检测单元可W被进一步配置为在第一脉冲信号和第 二脉冲信号的频率小于频率阔值，并且第一脉冲信号和第二脉冲信号的脉宽都小于脉宽阔 值时，确定H相电关闭。
[0016] 根据本公开的另一个实施例，检测单元可W被进一步配置为在第一脉冲信号和第 二脉冲信号的频率小于频率阔值，并且第一脉冲信号和第二脉冲信号之一小于脉宽阔值而 另一个的脉宽大于等于脉宽阔值时，确定H相电的状况为单相电缺相。
[0017] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于检测H相电的状况的检测方法，包括：根 据H相电的第一相和第二相间的第一线电压生成第一脉冲信号，W及根据H相电的第H相 和第二相间的第二线电压生成第二脉冲信号，其中当第一线电压分别为高于或低于预定电 压阔值时，第一脉冲信号分别处于第一状态和第二状态，当第二线电压分别为高于或低于 预定电压阔值时，第二脉冲信号分别处于第H状态和第四状态。该方法还包括根据比值算 法来检测H相电的状况。比值算法依据下述方面的至少之一进行工作；第一脉冲信号和第 二脉冲信号的脉宽的相对关系，和第一脉冲信号和第二脉冲信号之间的相位差与第一脉冲 信号或第二脉冲信号的周期的相对关系。
[0018] 根据本公开的另一个方面，提供一种电机系统，包括根据本公开一个方面的检测 装置，W及控制装置，其中，控制装置被配置为；响应于指示特定状况的检测结果执行相应 的预定操作。其中，检测装置所检测的H相电是从电机系统各级之一处采样的H相电。
[0019] 在根据本公开的一个实施例中，控制装置还可W包括变频器；并且，变频器被配置 为响应于检测结果触发自身的保护机制。
[0020] 在根据本公开的另一个实施例中，控制装置还可W包括旁路接触器，其在闭合时 将变频器旁路。
[0021] 根据本公开的另一个实施例，检测装置和变频器之间可W通过现场总线或无线通 信进行数据共享。
[0022] 通过使用根据本公开的H相电状况检测装置和方法、W及包括该检测装置的电机 系统，可W使用低成本的基于电压的检测方法，在甚至具有变频器的电机系统中准确地检 巧||出H相电的缺相、反相等状况，W对电机提供适当和及时的保护。
【附图说明】
[0023] 参照下面结合附图对本公开的实施例的说明，会更加容易地理解本公开的W上和 其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附 图标记来表示。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。
[0024] 图1是例示根据本公开实施例的用于检测H相电的状况的检测装置的结构框图。
[0025] 图2a是示出根据本公开实施例的脉冲生成电路的示例性电路图。
[0026] 图化是例示脉冲生成电路生成的两个脉冲信号W及它们之间的相位关系的波形 图。
[0027] 图3是例示脉宽比和相周比的取值与H相电状况的对应关系的示意图。
[0028] 图4是例示根据本公开另一个实施例的检测装置的结构框图。
[0029] 图5是例示根据本公开实施例的用于检测H相电的状况的检测方法的流程图。
[0030] 图6是例示根据本公开实施例的低频检测算法的状态图。
[0031] 图7是例示根据本公开实施例的检测单元进行的检测的流程图。
[0032] 图8是例示根据本公开实施例的电机系统的结构的框图。
[0033] 图9是示意性示出使用根据本公开实施例的检测装置的电机系统的电路图。
[0034] 图10是示意性示出使用根据本公开实施例的检测装置的电机系统的电路图。
[0035] 图11是示意性示出使用根据本公开实施例的检测装置的电机系统的电路图。
【具体实施方式】
[0036] 下面参照附图来说明本公开的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中 省略了与本公开无关的、本领域技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0037] 本领域的技术人员可W理解，本发明的各方面的处理或功能可W被实施为完全硬 件实施方式，或组合软件部分与硬件部分的实施方式。该些处理或功能在本文可W-般地 称之为"电路"、"模块"或"系统"。例如，对于两个物理量的比较，可W通过模拟电路来比 较，也可W采样为数字值后通过逻辑电路来比较，或者通过处理器执行比较指令的方式来 比较。可W根据具体实现中性能、成本等方面的因素来确定各个处理或功能的实施方式。
[0038] 图1是例示根据本公开实施例的用于检测H相电的状况的检测装置100的结构框 图。检测装置100包括脉冲生成电路101和检测单元102。
[0039] 脉冲生成电路101被配置为根据H相电的第一相和第二相间的第一线电压生成 第一脉冲信号，W及根据H相电的第H相和第二相间的第二线电压生成第二脉冲信号，其 中当第一线电压分别为高于或低于预定电压阔值时，第一脉冲信号分别处于第一状态和第 二状态，当第二线电压分别为高于或低于预定电压阔值时，第二脉冲信号分别处于第H状 态和第四状态。假设，在本实施例中，检测装置100对电机绕组的H相输入U、V、W处的H相 电的状况进行检测，则脉冲生成电路101可W分别根据U相和V相之间W及W相和V相之 间的线电压生成两个脉冲信号。上述预定电压阔值可W根据电路的具体设计方案来确定。 脉冲信号的不同状态，诸如第一和第二状态W及第H和第四状态，分别表示脉冲信号的高、 低电平。
[0040] 图2a中示出根据本