一种变频驱动器的采样电路异常检测系统及方法与流程

本发明属于电机变频驱动领域，具体涉及空调、冰箱变频驱动器的采样电路异常检测方法。

背景技术：

现在人们生活的品质也在不断提高，国家提倡的低碳环保理念也深入人心。家电的变频技术的应用越来越多，越来越广泛。变频器在家电中的使用也是层出不穷，特别是针对冰箱、空调方面的变频器技术具有高效率，高性能，低噪音的特点，变频技术也是以后家电领域的发展趋势。

目前家电市场中的冰箱、空调在逐渐变频化。变频驱动器自然是其中不可缺少的一部分，针对家用冰箱、空调，很多的变频器在检测采样电路异常这一方面，主要检测shunt电阻上流过的电流是否在合理的范围内，在一定程度上存在相应的盲区。而采样电流的故障将导致变频器严重的损坏。

电流采样是变频驱动器中必不可少，且至关重要的一部分。电流采样电路的故障将在很大程度上导致变频驱动器的损坏，所以在变频驱动器启动前有效的检测出采样电路的异常能有效避免驱动器的损坏。从而减少不必要的损失。

针对此情况，特别需要一种电流采样电路检测方法，能有效检测出电流采样电路的各种故障。从而避免变频器的损坏。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种变频驱动器的采样电路异常检测系统及方法，通过在变频器驱动前全面检测变频驱动器的电流采样电路是否异常，及时作出反应，有效避免变频器的损坏。

为解了实现上述技术方案，本发明提供了一种变频驱动器的采样电路异常检测方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：启动初始化

基于矢量控制的变频驱动器，当驱动器启动时，需要进行转子定位，转子定位期间由驱动器为驱动的电机提供一定的电流，同时变频器电流的输入控制是由采集反馈电流通过电流环来调节，直至定位完成后进入正常运行；

变频器驱动电机驱动时首先需进行初始化工作，为启动和运行作相应的准备，针对电流采样检测部分，在初始化期间将定位电流ip、定位时间tp、采样电流ic、采样电路ad值上限ad_h、采样电路ad值下限ad_l、电流采样电路异常时输入电压上限verror、采样电路异常时采集电流ierror、矢量控制电流环进行相应初始化设置，并在初始化的一段时间里通过采样电路采集计算基准ad值ad_ref，以为后面的电流异常分析提供数据。

步骤二电压输入

当初始化工作完成后进入变频器定位启动阶段，输入指令电流至电流环，计算出输入电压vi。通过输入vi使在tp时间达到定位电流ip，如果定位期间输入电压vi>verror便停止定位控制电压vi的输入，避免输入过高电压，导致过大电流。

步骤三电流采集及分析

在定位期间实时采集shunt电阻电流ic，并将实时采集的shunt电阻ad值和ad_h及ad_l进行比较，通过结合输入电压vi和采集电流ic进行故障分析。

步骤四保护动作

变频器启动定位时期，当输入电压vi>verror时并且采集的电流ic<ierror那么认为采样电路输出对地短路或者是shunt电阻短路，需立刻停止变频驱动其，当采集到电流ad值小于ad_l那么可认为采样电路输出对地短路，直接停止驱动器，当采集到电流ad值大于ad_h则认为采样电路输出对电源短路，直接停止。

进一步改进在于：当检测到电流采样电路异常时，快速响应，以停止驱动器。

进一步改进在于：在步骤二中，无论shunt采样电路是否异常均作为基准值。

一种变频驱动器的采样电路异常检测系统，包括有电源模块、电流采样电路模块、变频器变频驱动模块、电机和变频器主控mcu，由所述电源模块来为变频器进行供电，由所述电流采样电路模块为变频器提供电流观测，由所述变频器变频驱动模块将输入电源进行变频处理，有所述电机提供外部机械输出，由所述变频器主控mcu提供矢量控制驱动电机。

进一步改进在于：所述电流采样电路模块在变频器启动定位阶段，来实时将电流信息反馈给变频器主控mcu，变频器主控mcu基于矢量控制的算法实时进行电流分析，以判断电流采样电路模块是否存在故障。

本发明的有益效果是：本发明引用矢量控制算法能精确的通过采集反馈电流来分析出shunt采样电流电路是否短路、开路，能有效的避免因shunt采样电路异常导致的过流，从而避免变频驱动器的损坏。采用本发明的检测方法，能有效的避免空调、冰箱变频驱动器的损坏和提高安全性；通过在变频器驱动前全面检测变频驱动器的电流采样电路是否异常，及时作出反应，有效避免变频器的损坏；本发明在变频器启动定位阶段就能快速的检测出电流采样电路是否存在异常。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明的系统流程图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

根据图2所示，本实施例提供了一种变频驱动器的采样电路异常检测方法,在进入启动初始化阶段，将定位电流ip、定位时间tp、采样电流ic、采样电路ad值上限ad_h、采样电路ad值下限ad_l、电流采样电路异常时输入电压上限verror、采样电路异常时采集电流ierror、矢量控制电流环进行相应初始化设置；并在初始化的一段时间里通过采样电路采集计算基准ad值ad_ref(无论shunt采样电路是否异常都作为基准值)，为后面的电流异常分析提供数据。

初始化完成后，电流采样电路异常检测部分的相关变量也预设完成。然后进行转子定位动作，此时电流环闭环运行。在此期间进行指令电流i输入，指令电流的输入通过电流环后，输出指令电压vi，指令vi通过mcu输出相应的pwm驱动信号至ipm。作用于电机上时产生相应电流ic，通过采集电流ic的ad值反馈至主控mcu；主控mcu将采集电流ad与采样电流电路预设的ad上下限进行比较,如果采集的ad值在预设的ad上下限范围内则认为电流采样电路没有对地或对电源短路，需进行保护动作；则采样电路输出范围正常，电路正常。当检测电路正常后计算电流ic。

在指令电流逐渐输入的过程中，将电机作为一个纯电阻r处理，此时流过电机的电流所以当定位完成后输入电压vi≈ip*r。可取verror＝1.5*verror，ierror＝0.2*ip。如果电流采样电路正常，shunt电阻正常则输入电压vi<verror。检测输入电压vi是否大于预设电压verror，如果vi>verror,同时ic<ierror说明当输入电压vi加大时，采集的电流很小，则shunt电阻存在问题，需进行保护动作。反之说明正常，则直至定位完成，然后正常运行。

实施例二

根据图1所示，本实施例提供了一种变频驱动器的采样电路异常检测系统，包括有电源模块、电流采样电路模块、变频器变频驱动模块、电机和变频器主控mcu，由所述电源模块来为变频器进行供电，由所述电流采样电路模块为变频器提供电流观测，由所述变频器变频驱动模块将输入电源进行变频处理，有所述电机提供外部机械输出，由所述变频器主控mcu提供矢量控制驱动电机。

所述电流采样电路模块在变频器启动定位阶段，来实时将电流信息反馈给变频器主控mcu，变频器主控mcu基于矢量控制的算法实时进行电流分析，以判断电流采样电路模块是否存在故障。

本发明引用矢量控制算法能精确的通过采集反馈电流来分析出shunt采样电流电路是否短路、开路，能有效的避免因shunt采样电路异常导致的过流，从而避免变频驱动器的损坏。采用本发明的检测方法，能有效的避免空调、冰箱变频驱动器的损坏和提高安全性；通过在变频器驱动前全面检测变频驱动器的电流采样电路是否异常，及时作出反应，有效避免变频器的损坏；本发明在变频器启动定位阶段就能快速的检测出电流采样电路是否存在异常。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。