CN103630832A - 一种电力电子设备中开关件开机自检方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力电子设备中开关件开机自检方法，包括：①在设备正常运行前，对n个开关件中每一个进行设置，以使每个开关件处于两种工作状态中的一种或分别处于两种工作状态；每对一个开关件设置一次工作状态，就对该开关件所在电路中受该开关件控制的电路进行采样，以得到采样信号值，并根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤②，若判断不正常，自检结束；②重复步骤①，直至所述n个开关件的工作状态均检测完毕或者直至自检结束。相应地，提供一种应用上述检测方法的自检装置。本发明所述自检方法及自检装置能够有效防止电力电子设备在运行时因设备中的开关管出现故障而导致设备的损坏。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种电力电子设备中开关件开机自检方法及自检装置。
背景技术
随着电力电子技术的迅速发展，各种开关器件(如开关管)被广泛的应用于各种电力电子设备中，成为设备中的核心器件，在设备运行中起着至关重要的作用，故电力电子设备中开关管的好坏直接关系到设备的性能指标。
目前，一般会在开关管应用于电力电子设备前对其进行检测，以保证开关管处于正常工作状态(即能够正常的导通和关断)，但是经过检测合格的开关管在应用于电力电子设备后的正常工作过程中也难免发生损坏。而现有的电力电子设备的开机自检技术只是针对设备开机时的一些基本条件进行自检，比如对启动电压、电流、温度、湿度等相关信息进行自检，当上述基本条件满足要求时，设备会自动进入正常运行状态。也就是说，在电力电子设备开机自检过程中并没有对设备中的开关管进行自检，所以当所述设备中的某个开关管在开机后的正常工作过程中不能正常关断或导通，可能会出现电路的短路，并造成外围器件的损坏，严重时还会导致整个电力电子设备损坏，但现有技术中并没有对电力电子设备中的开关管进行开机自检的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种电力电子设备中开关件开机自检方法及自检装置，所述自检方法及自检装置能够对电力电子设备中的开关件进行开机检测。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
所述电力电子设备包括n个开关件，n为正整数，所述电力电子设备中开关件开机自检方法包括如下步骤：
1)在所述电力电子设备正常运行前，对所述n个开关件中每一个开关件进行设置，以使每个开关件处于两种工作状态中的一种或分别处于两种工作状态，所述开关件的两种工作状态分别为导通状态和关断状态；其中，每对一个开关件设置一次工作状态，就对该开关件所在电路中受该开关件控制的这部分电路进行采样，以得到采样信号值，并根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束；
2)重复步骤1)，直至所述n个开关件的工作状态均检测完毕或者直至自检结束。
优选的是，所述步骤1)具体包括：
111)在所述电力电子设备正常运行前，先将所述n个开关件中的任一个设置为所述两种工作状态中的一种，并在受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值，再根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤112)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束；
112)再将所述开关件设置为所述两种不同工作状态中的另一种，然后通过所述采样点得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值后，再根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束。
或者，所述步骤1)具体包括：
121)在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件中的任一个设置为两种不同工作状态中的一种，并在受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值，再根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束。
优选的是，所述步骤1)之前还包括如下步骤：
a.在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件均设置为关断状态；
b.在所述n个开关件所在电路中分别受该n个开关件控制的各部分电路内各设置一个采样点，以得到n个关断状态下的采样信号值；
c.根据所述n个采样信号值判断所述n个开关件在关断状态下运行是否正常：若判断运行均正常，则执行步骤1)，若判断某个采样信号值所对应的开关件或多个采样信号值所对应的多个开关件运行不正常，则表明该一个或多个开关件存在故障，自检结束。
所述步骤1)具体包括：
131)将所述n个开关件中的任一个设置为导通状态，并将所述n个开关件中的其它开关件均设置为关断状态，然后通过该开关件控制的这部分电路中的采样点得到该开关件在导通状态下的采样信号值后，再根据所述采样信号值判断该开关件在导通状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束。
更优选的是，在步骤c中，若自检结束，则将所述n个开关件全部进行更换，并返回步骤a。
优选的是，步骤1)中根据采样信号值判断开关件在某一工作状态下运行是否正常的具体步骤为：
获取所述电力电子设备正常运行时该开关件在所述工作状态下采样点处的信号正常值范围，判断所述采样信号值是否在所述信号正常值范围内：如果采样信号值在所述信号正常值范围内，则判断正常；如果采样信号值不在所述信号正常值范围内，则判断不正常。
优选的是，在步骤1)中，若判断不正常，则在自检结束后，对该开关件进行更换，并返回步骤1)。
优选的是，所述进行采样的采样信号为电压信号值或电流信号；所述开关件为绝缘栅双极型晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
本发明同时提供一种电力电子设备中开关件开机自检装置，所述开关件采用n个，n为正整数，其中，该装置包括工作状态设置单元、n个信号采样单元以及控制单元；
所述工作状态设置单元与所述控制单元相连，用于根据控制单元的指令对所述n个开关件的工作状态分别进行设置；
所述n个信号采样单元分别与控制单元相连，用于根据控制单元的指令分别对所述n个开关件所在电路中受该n个开关件控制的各部分电路分别进行采样，以得到n个采样信号值，并分别将所述n个采样信号值输出至控制单元；
所述控制单元内预设有所述电力电子设备正常运行时所述n个开关件在两种工作状态下所述采样点处的两种信号正常值范围，控制单元用于在接收到n个信号采样单元分别输出的所述n个采样信号值后，判断所述n个采样信号值是否分别在n个开关件在各自所处工作状态下采样点处的信号正常值范围内，再根据判断结果来确定检测结果。
优选的是，该装置还包括：
输入单元，与所述控制单元相连，用于接收用户输入的能够设置所述n个开关件的工作状态的指令并将之输出至控制单元；
显示单元，与所述控制单元相连，用于接收控制单元输出的检测结果并将之进行显示。
有益效果：
本发明所述电力电子设备中开关件开机自检方法及自检装置能够在电力电子设备开机时实现对所述设备中所有开关件所处工作状态(即导通/关断状态)的检测，因而可防止电力电子设备在运行时因设备中的开关件出现故障而导致设备的损坏，进而能够保证整个电力电子设备准确、可靠、稳定地运行。
附图说明
图1为本发明实施例1中所述电力电子设备中开关件开机自检方法的流程图；
图2为本发明实施例2中所述电力电子设备中开关件开机自检方法的流程图；
图3为本发明实施例3中所述电力电子设备中开关件开机自检方法的流程图；
图4为本发明实施例4中三相全桥逆变器的电路原理示意图；
图5为本发明实施例6中所述电力电子设备中开关件开机自检装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明电力电子设备中开关件开机自检方法及自检装置作进一步详细描述。
所述电力电子设备中的开关件采用n个，n为正整数。
所述电力电子设备中开关件开机自检方法包括如下步骤：
1)在所述电力电子设备正常运行前，对其中n个开关件中的每一个开关件进行设置，以使每个开关件处于两种工作状态中的一种或分别处于两种工作状态，所述开关件的两种工作状态分别为导通状态和关断状态；其中，每对一个开关件设置一次工作状态，就对该开关件所在电路中受该开关件控制的这部分电路进行采样，以得到采样信号值，并根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束；
2)重复步骤1)，直至所述n个开关件的工作状态均检测完毕或者直至自检结束。
所述电力电子设备中开关件开机自检装置包括工作状态设置单元、n个信号采样单元以及控制单元；
所述工作状态设置单元与所述控制单元相连，用于根据控制单元的指令对所述n个开关件的工作状态分别进行设置；
所述n个信号采样单元分别与控制单元相连，用于根据控制单元的指令分别对所述n个开关件所在电路中受该n个开关件控制的各部分电路分别进行采样，以得到n个采样信号值，并分别将所述n个采样信号值输出至控制单元；
所述控制单元内预设有所述电力电子设备正常运行时所述n个开关件在两种工作状态下所述采样点处的两种信号正常值范围，控制单元用于在接收到n个信号采样单元分别输出的所述n个采样信号值后，判断所述n个采样信号值是否分别在n个开关件在各自所处工作状态下采样点处的信号正常值范围内，再根据判断结果来确定检测结果。
实施例1：
本实施例中，所述电力电子设备包括n个开关件，n为正整数。
s101.在所述电力电子设备正常运行前，先将所述n个开关件中的任一个设置为两种不同工作状态中的一种，即设置为导通状态或关断状态。
s102.在所述n个开关件所在电路中受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值。
所述受该开关件控制的这部分电路具体是指当该开关件切换为不同工作状态时电流或电压会发生改变的这部分电路。
s103.获取所述电力电子设备正常运行时该开关件在所述工作状态下采样点处的信号正常值范围。
s104.判断该开关件在所述工作状态下的采样信号值是否在所述信号正常值范围内，如是，则表明该开关件在所述工作状态下运行正常，并执行步骤s106；如否，则表明该开关件存在故障，并执行步骤s105。
s105.自检结束，将该存在故障的开关件更换，并返回步骤s101。
s106.再将该开关件设置为两种不同工作状态中的另一种。
s107.在所述n个开关件所在电路中受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值。
s108.获取所述电力电子设备正常运行时该开关件在所述工作状态下采样点处的信号正常值范围。
其中，所述信号正常值范围可由本领域技术人员按照经验或者根据不同的需要进行设置。
s109.判断该开关件在所述工作状态下的采样信号值是否在所述信号正常值范围内，如是，则表明该开关件在所述工作状态下运行正常，并执行步骤s111；如否，则表明该开关件存在故障，并执行步骤s110。
s110.自检结束，将该存在故障的开关件更换，并返回步骤s101。
s111.判断所述n个开关件的工作状态(即导通状态和关断状态)是否全部检测完毕，如是，则自检结束；如否，则返回步骤s101。
本实施例中，所述采样信号可以是电压信号、电流信号或其它形式的信号；所述开关件可采用开关管，优选所述开关管为绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)或其它可控开关管。
实施例2：
所述电力电子设备包括n个开关件，n为正整数，如图2所示，所述电力电子设备中开关件开机自检方法包括如下步骤：
s201.在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件中的任一个设置为两种不同工作状态中的一种，即设置为导通状态或关断状态。
s202.在所述n个开关件所在电路中受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值。
s203.获取所述电力电子设备正常运行时该开关件在所述工作状态下采样点处的信号正常值范围。
s204.判断该开关件在所述工作状态下的采样信号值是否在所述信号正常值范围内，如是，则表明该开关件在所述工作状态下运行正常，并执行步骤s206；如否，则表明该开关件存在故障，并执行步骤s205。
s205.自检结束，将该存在故障的开关件更换，并返回步骤s201。
s206.判断所述n个开关件的工作状态(即导通状态和关断状态)是否全部检测完毕，如是，则自检结束；如否，则返回步骤s201。
本实施例中的其他方法及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3：
所述电力电子设备包括n个开关件，n为正整数，如图3所示，本实施例所述电力电子设备中开关件开机自检方法包括如下步骤：
s301.在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件均设置为关断状态。
s302.在所述n个开关件所在电路中分别受该n个开关件控制的各部分电路内各设置一个采样点，以得到n个关断状态下的采样信号值。
s303.分别获取所述电力电子设备正常运行时所述n个开关件均处于关断状态下所述n个采样点处的信号正常值范围，且每个采样信号值均对应一个信号正常值范围。
s304.分别判断所述n个采样信号值是否均在其对应的信号正常值范围内，如是，则表明所述n个开关件在关断状态下运行均正常，也即所述n个开关件均关断正常，并执行步骤s306；如否，则表明所述n个开关件中至少有一个存在关断故障(也即所述n个采样信号值中至少一个不正常)，并执行步骤s305。
s305.自检结束，将所述n个开关件全部更换，并返回步骤s301。
s306.在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件中的任一个设置为导通状态，并将所述n个开关件中的其它开关件均设置为关断状态。
s307.在步骤s306中设置为导通状态的开关件所在的电路中，受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件处于导通状态下的采样信号值。
s308.获取所述电力电子设备正常运行时该开关件处于导通状态下采样点处的信号正常值范围。
s309.判断该开关件处于导通状态下的采样信号值是否在所述信号正常值范围内，如是，则表明该开关件在导通状态下运行正常，也即该开关件导通正常，并执行步骤s311；如否，则表明该开关件存在导通故障，并执行步骤s310。
s310.自检结束，将该存在导通故障的开关件更换，并返回步骤s306。
s311.判断所述n个开关件的工作状态(即导通状态和关断状态)是否全部检测完毕，如是，则自检结束；如否，则返回步骤s306。
本实施例中的其他方法及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4：
本实施例中，所述开关件采用开关管。所述电力电子设备为三相全桥逆变器，其用于将输入的直流电逆变为交流电后输出。如图4所示，所述三相全桥逆变器的电路包括三个桥臂，所述三个桥臂并联接入正、负直流母线(BUS)之间，每个桥臂均包括串联的两个开关管，所述串联的两个开关管的串联节点作为一相交流的输出点，以形成三相交流输出。
具体的，所述三相全桥逆变器的电路包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂。所述第一桥臂包括串联的第一开关管U+和第二开关管U-，其串联节点A′作为A相的输出点；所述第二桥臂包括串联的第三开关管V+和第四开关管V-，其串联节点B′作为B相的输出点；所述第三桥臂包括串联的第五开关管W+和第六开关管W-，其串联节点C′作为C相的输出点，这样就形成了A、B、C三相交流输出。其中，交流输出侧的A相与B相之间的电压为UAB，B相与C相之间的电压为UBC，C相与A相之间的电压为UCA，正负直流母线之间的电压为U。将节点A′、B′和C′均设置为采样点，其中节点A′为第一开关管U+和第二开关管U-的采样点，节点B′为第三开关管V+和第四开关管V-的采样点，节点C′为第五开关管W+和第六开关管W-的采样点，故选择UAB、UBC和UCA为采样电压(即采样信号，所选择的采样信号不限于采样电压，其他采样信号如采样电流等也可)。以下，为简化描述，仅用字母符号表示开关管，比如，第一开关管U+仅用U+表示。
本实施例中，所述三相全桥逆变器中开关管开机自检方法包括如下步骤：
s401.关断U+、U-、V+、V-、W+和W-，分别获取UAB、UBC和UCA的值，并判断是否|UAB|＜0.1U、|UBC|＜0.1U和|UCA|＜0.1U(所述逆变器正常运行且上述开关管均处于关断状态时，采样点A′、B′和C′处电压UAB、UBC和UCA的正常值范围均为：绝对值小于0.1倍母线电压，即上述采样电压均为低电压)，如是，则表明U+、U-、V+、V-、W+和W-均关断正常，执行步骤s402，如否，则表明U+、U-、V+、V-、W+和W-中至少有一个关断不正常，自检结束。
具体的，所述三相全桥逆变器开启后，在所述逆变器未发出驱动信号分别驱动U+、U-、V+、V-、W+和W-处于正常的工作状态前，即所述逆变器正常运行前，上述开关管均处于关断状态，此时获取采样电压UAB、UBC和UCA的值，若上述采样电压的绝对值均小于0.1倍母线电压，则表明上述开关管均关断正常，可进行下一步骤(即执行步骤s402)，若上述采样电压中至少有一个采样电压的绝对值大于或等于0.1倍母线电压(即上述采样电压中至少有一个采样电压不为低电压)，则表明至少有一个开关管关断不正常，自检结束，需全部更换上述开关管并重新获取采样电压UAB、UBC和UCA的值，直至检测到采样电压UAB、UBC和UCA分别满足|UAB|＜0.1U、|UBC|＜0.1U和|UCA|＜0.1U时才可进行下一步骤。当然，所述采样点A′、B′和C′处电压UAB、UBC和UCA的正常值范围不限为绝对值均小于0.1倍母线电压，还可由本领域技术人员按照经验自行设定为其他电压范围，例如可设定为更小的电压范围。
s402.导通U+，分别获取UAB和UCA的值，并判断是否0.4U＜|UAB|＜0.6U和0.4U＜|UCA|＜0.6U(所述逆变器正常运行且U+处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′、B′和C′处电压UAB和UCA的正常值范围均为：绝对值大于0.4倍母线电压且小于0.6倍母线电压)，如是，则表明U+导通正常，执行步骤s403，如否，则表明U+导通不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换U+并重新获取采样电压UAB和UCA的值，直至检测到采样电压UAB和UCA分别满足0.4U＜|UAB|＜0.6U和0.4U＜|UCA|＜0.6U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点A′、B′和C′处电压UAB和UCA的正常值范围0.4U＜|UAB|＜0.6U和0.4U＜|UCA|＜0.6U分别更改为|UAB|＝0.5U和|UCA|＝0.5U。
s403.导通W-，获取UCA的值，并判断是否0.9U＜|UCA |≤U(所述逆变器正常运行且U+和W-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围为：绝对值大于0.9倍母线电压且小于或等于1倍母线电压)，如是，则表明W-导通正常，执行步骤s404，如否，则表明W-导通不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换W-并重新获取采样电压UCA的值，直至检测到采样电压UCA满足0.9U＜|UCA|≤U时才可进行下一步骤。当然，为了更加精确的判断，也可将采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围0.9U＜|UCA|≤U更改为|UCA|＝U。
s404.关断U+，获取UCA的值，并判断是否0.4U＜|UCA|＜0.6U(所述逆变器正常运行且W-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围为：绝对值大于0.4倍母线电压且小于0.6倍母线电压)，如是，则表明U+关断正常，执行步骤s405，如否，则表明U+关断不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换U+并重新获取采样电压UCA的值，直至检测到采样电压UCA满足0.4U＜|UCA|＜0.6U时才可进行下一步骤。当然，为了更加精确的判断，也可将采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围0.4U＜|UCA|＜0.6U更改为|UCA|＝0.5U。
s405.导通V+，获取UBC的值，并判断是否0.9U＜|UBC|≤U(所述逆变器正常运行且V+和W-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围为：绝对值大于0.9倍母线电压且小于或等于1倍母线电压)，如是，则表明V+导通正常，执行步骤s406，如否，则表明V+导通不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换V+并重新获取采样电压UBC的值，直至检测到采样电压UBC满足0.9U＜|UBC|≤U时才可进行下一步骤。当然，为了更加精确的判断，也可将采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围0.9U＜|UBC|≤U更改为|UBC|＝U。
s406.关断W-，获取UBC的值，并判断是否0.4U＜|UBC|＜0.6U(所述逆变器正常运行且V+处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围为：绝对值大于0.4倍母线电压且小于0.6倍母线电压)，如是，则表明W-关断正常，执行步骤s407，如否，则表明W-关断不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换W-并重新获取采样电压UBC的值，直至检测到采样电压UBC满足0.4U＜|UBC|＜0.6U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围0.4U＜|UBC|＜0.6U更改为|UBC|＝0.5U。
s407.导通U-，获取UAB的值，并判断是否0.9U＜|UAB|≤U(所述逆变器正常运行且V+和U-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′和B′处电压UAB的正常值范围为：绝对值大于0.9倍母线电压且小于或等于1倍母线电压)，如是，则表明U-导通正常，执行步骤s408，如否，则表明U-导通不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换U-并重新获取采样电压UAB的值，直至检测到采样电压UAB满足0.9U＜|UAB|≤U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点A′和B′处电压UAB的正常值范围0.9U＜|UAB|≤U更改为|UAB|＝U。
s408.关断V+，获取UAB的值，并判断是否0.4U＜|UAB|＜0.6U(所述逆变器正常运行且U-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′和B′处电压UAB的正常值范围为：绝对值大于0.4倍母线电压且小于0.6倍母线电压)，如是，则表明V+关断正常，执行步骤s409，如否，则表明V+关断不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换V+并重新获取采样电压UAB的值，直至检测到采样电压UAB满足0.4U＜|UAB|＜0.6U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点A′和B′处电压UAB的正常值范围0.4U＜|UAB|＜0.6U更改为|UAB|＝0.5U。
s409.导通W+，获取UCA的值，并判断是否0.9U＜|UCA|≤U(所述逆变器正常运行且W+和U-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围为：绝对值大于0.9倍母线电压且小于或等于1倍母线电压)，如是，则表明W+导通正常，执行步骤s410，如否，则表明W+导通不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换W+并重新获取采样电压UCA的值，直至检测到采样电压UCA满足0.9U＜|UCA|≤U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围0.9U＜|UCA|≤U更改为|UCA|＝U。
s410.关断U-，获取UCA的值，并判断是否0.4U＜|UCA|＜0.6U(所述逆变器正常运行且W+处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围为：绝对值大于0.4倍母线电压且小于0.6倍母线电压)，如是，则表明U-关断正常，执行步骤s411，如否，则表明U-关断不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换U-并重新获取采样电压UCA的值，直至检测到采样电压UCA满足0.4U＜|UCA|＜0.6U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点A′和C′处电压UCA的正常值范围0.4U＜|UCA|＜0.6U更改为|UCA|＝0.5U。
s411.导通V-，获取UBC的值，并判断是否0.9U＜|UBC|≤U(所述逆变器正常运行且W+和V-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围为：绝对值大于0.9倍母线电压且小于或等于1倍母线电压)，如是，则表明V-导通正常，执行步骤s412，如否，则表明V-导通不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换V-并重新获取采样电压UBC的值，直至检测到采样电压UBC满足0.9U＜|UBC|≤U时才可进行下一步骤。当然，为了更加精确的判断，也可将采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围0.9U＜|UBC|≤U更改为|UBC|＝U。
s412.关断W+，获取UBC的值，并判断是否0.4U＜|UBC|＜0.6U(所述逆变器正常运行且V-处于导通状态，其他开关管均处于关断状态时，采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围为：绝对值大于0.4倍母线电压且小于0.6倍母线电压)，如是，则表明W+关断正常，执行步骤s413，如否，则表明W+关断不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换W+并重新获取采样电压UBC的值，直至检测到采样电压UBC满足0.4U＜|UBC|＜0.6U时才可进行下一步骤。当然，为了进行更加精确的判断，也可将采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围0.4U＜|UBC|＜0.6U更改为|UBC|＝0.5U。
s413.关断V-，获取UBC的值，并判断是否|UBC|＜0.1U(所述逆变器正常运行且上述开关管均处于关断状态时，采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围为：绝对值小于0.1倍母线电压，即采样电压UBC为低电压)，如是，则表明W+关断正常，如否，则表明W+关断不正常，自检结束。
本步骤中，自检结束后，需更换W+并重新获取采样电压UBC的值，直至检测到采样电压UBC满足|UBC|＜0.1U时才可进行下一步骤。当然，所述采样点B′和C′处电压UBC的正常值范围不限为小于0.1倍母线电压，还可由本领域技术人员按照经验自行设定其他电压范围，例如设定为更小的电压范围。
上述步骤中s404、s406、s408、s410、s412及s413是为了进一步分别验证开关管U+、U-、V+、V-、W+和W-的关断状态是否正常，也即所述自检方法可以不包括步骤s404、s406、s408、s410、s412及s413，或者所述自检方法可以不包括步骤s401。当然，上述步骤的顺序也可由本领域技术人员根据实际情况进行调节，且上述步骤也可由本领域技术人员根据实际情况进行增减。
本实施例中的其他方法及作用都与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例5：
本实施例中，所述三相全桥逆变器中开关管开机自检方法包括如下步骤：
s501、s502分别与实施例4中步骤s401、s402相同，且步骤s502中，若U+导通正常，则执行步骤s503。
s503.关断U+，分别获取UAB、和UCA的值，并判断是否|UAB|＜0.1U和|UCA|＜0.1U，如是，则表明U+关断正常，执行步骤s504，如否，则表明U+关断不正常，自检结束。
s504.导通U-，分别获取UAB和UCA的值，并判断是否0.4U＜|UAB|＜0.6U和0.4U＜|UCA|＜0.6U，如是，则表明U-导通正常，执行步骤s505，如否，则表明U-导通不正常，自检结束。
s505.关断U-，分别获取UAB、和UCA的值，并判断是否|UAB|＜0.1U和|UCA|＜0.1U，如是，则表明U-关断正常，执行步骤s506，如否，则表明U-关断不正常，自检结束。
s506.导通V+，分别获取UAB和UBC的值，并判断是否0.4U＜|UAB|＜0.6U和0.4U＜|UBC|＜0.6U，如是，则表明V+导通正常，执行步骤s507，如否，则表明V+导通不正常，自检结束。
s507.关断V+，分别获取UAB、和UBC的值，并判断是否|UAB|＜0.1U和|UBC|＜0.1U，如是，则表明V+关断正常，执行步骤s508，如否，则表明V+关断不正常，自检结束。
s508.导通V-，分别获取UAB和UBC的值，并判断是否0.4U＜|UAB|＜0.6U和0.4U＜|UBC|＜0.6U，如是，则表明V-导通正常，执行步骤s509，如否，则表明V-导通不正常，自检结束。
s509.关断V-，分别获取UAB、和UBC的值，并判断是否|UAB|＜0.1U和|UBC|＜0.1U，如是，则表明V-关断正常，执行步骤s510，如否，则表明V-关断不正常，自检结束。
s510.导通W+，分别获取UCA和UBC的值，并判断是否0.4U＜|UCA|＜0.6U和0.4U＜|UBC|＜0.6U，如是，则表明W+导通正常，执行步骤s511，如否，则表明W+导通不正常，自检结束。
s511.关断W+，分别获取UCA、和UBC的值，并判断是否|UAB|＜0.1U和|UBC|＜0.1U，如是，则表明W+关断正常，执行步骤s512，如否，则表明W+关断不正常，自检结束。
s512.导通W-，分别获取UCA和UBC的值，并判断是否0.4U＜|UCA|＜0.6U和0.4U＜|UBC|＜0.6U，如是，则表明W-导通正常，执行步骤s513，如否，则表明W-导通不正常，自检结束。
s513.关断W-，分别获取UCA、和UBC的值，并判断是否|UAB|＜0.1U和|UBC|＜0.1U，如是，则表明W-关断正常，如否，则表明W-关断不正常，自检结束。
上述步骤中s503、s505、s507、s509、s511及s513是为了进一步分别验证开关管U+、U-、V+、V-、W+和W-的关断状态是否正常，也即所述自检方法可以不包括步骤s503、s505、s507、s509、s511及s513，或者所述自检方法可以不包括步骤s501。当然，上述步骤的顺序也可由本领域技术人员根据实际情况进行调节，且上述步骤也可由本领域技术人员根据实际情况进行增减。
本实施例中的其他方法及作用都与实施例4相同，这里不再赘述。
实施例6：
本实施例提供一种电力电子设备中开关件开机自检装置，所述电力电子设备中的开关件采用n个，n为正整数。
如图5所示，所述自检装置包括输入单元、显示单元、工作状态设置单元、n个信号采样单元以及控制单元。
所述输入单元与所述控制单元相连，用于接收用户输入的能够设置所述n个开关件的工作状态的指令并将之输出至控制单元；
所述工作状态设置单元与所述控制单元相连，用于根据控制单元的指令对所述n个开关件的工作状态分别进行设置；
所述n个信号采样单元分别与控制单元相连，用于根据控制单元的指令分别对所述n个开关件所在电路中受该n个开关件控制的各部分电路分别进行采样，以得到n个采样信号值，并分别将所述n个采样信号值输出至控制单元；
所述控制单元内预设有所述电力电子设备正常运行时所述n个开关件在两种工作状态(即导通状态和关断状态)下所述采样点处的两种信号正常值范围，所述控制单元用于在接收到n个信号采样单元分别输出的所述n个采样信号值后，判断所述n个采样信号值是否分别在n个开关件在各自所处工作状态下采样点处的信号正常值范围内，再根据判断结果来确定检测结果；
所述显示单元与所述控制单元相连，用于接收控制单元输出的检测结果并将之进行显示。
需要说明的是，本实施例中，用户可根据实际情况手动输入相应指令至输入单元，输入单元将其接收的用户输入的相应指令输出至控制单元，由控制单元根据用户输入的相应指令对工作状态设置单元进行相应控制，以使得工作状态设置单元对所述n个开关件的工作状态分别进行设置。
实施例7：
本实施例与实施例6的区别在于：本实施例中，所述自检装置不包括实施例6中的输入单元和/或显示单元。
需要说明的是，本实施例中，所述自检装置不包括输入单元时，所述n个开关件的工作状态的指令可通过计算机程序的方式预先设置在控制单元(所述控制单元可采用单片机等硬件)中，由控制单元根据预先设置在其中的所述n个开关件的工作状态的指令对工作状态设置单元进行相应控制，以使得工作状态设置单元对所述n个开关件的工作状态分别进行设置。
本实施例中的其他结构、连接关系及作用都与实施例5相同，这里不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电力电子设备中开关件开机自检方法，所述电力电子设备包括n个开关件，n为正整数，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)在所述电力电子设备正常运行前，对所述n个开关件中每一个开关件进行设置，以使每个开关件处于两种工作状态中的一种或分别处于两种工作状态，所述开关件的两种工作状态分别为导通状态和关断状态；其中，每对一个开关件设置一次工作状态，就对该开关件所在电路中受该开关件控制的这部分电路进行采样，以得到采样信号值，并根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束；
2)重复步骤1)，直至所述n个开关件的工作状态均检测完毕或者直至自检结束。
2.根据权利要求1所述的自检方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
111)在所述电力电子设备正常运行前，先将所述n个开关件中的任一个设置为所述两种工作状态中的一种，并在受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值，再根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤112)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束；
112)再将所述开关件设置为所述两种不同工作状态中的另一种，然后通过所述采样点得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值后，再根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束。
3.根据权利要求1所述的自检方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
121)在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件中的任一个设置为两种不同工作状态中的一种，并在受该开关件控制的这部分电路内设置采样点，以得到该开关件在所述工作状态下的采样信号值，再根据所述采样信号值判断该开关件在所述工作状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束。
4.根据权利要求1所述的自检方法，其特征在于，所述步骤1)之前还包括如下步骤：
a.在所述电力电子设备正常运行前，将所述n个开关件均设置为关断状态；
b.在所述n个开关件所在电路中分别受该n个开关件控制的各部分电路内各设置一个采样点，以得到n个关断状态下的采样信号值；
c.根据所述n个采样信号值判断所述n个开关件在关断状态下运行是否正常：若判断运行均正常，则执行步骤1)，若判断某个采样信号值所对应的开关件或多个采样信号值所对应的多个开关件运行不正常，则表明该一个或多个开关件存在故障，自检结束。
所述步骤1)具体包括：
131)将所述n个开关件中的任一个设置为导通状态，并将所述n个开关件中的其它开关件均设置为关断状态，然后通过该开关件控制的这部分电路中的采样点得到该开关件在导通状态下的采样信号值后，再根据所述采样信号值判断该开关件在导通状态下运行是否正常：若判断正常，则执行步骤2)，若判断不正常，则表明该开关件存在故障，自检结束。
5.根据权利要求4所述的自检方法，其特征在于，在步骤c中，若自检结束，则将所述n个开关件全部进行更换，并返回步骤a。
6.根据权利要求1所述的自检方法，其特征在于，步骤1)中根据采样信号值判断开关件在某一工作状态下运行是否正常的具体步骤为：
获取所述电力电子设备正常运行时该开关件在所述工作状态下采样点处的信号正常值范围，判断所述采样信号值是否在所述信号正常值范围内：如果采样信号值在所述信号正常值范围内，则判断正常；如果采样信号值不在所述信号正常值范围内，则判断不正常。
7.根据权利要求1-6中任一所述的自检方法，其特征在于，在步骤1)中，若判断不正常，则在自检结束后，对该开关件进行更换，并返回步骤1)。
8.根据权利要求1-6中任一所述的自检方法，其特征在于，所述进行采样的采样信号为电压信号值或电流信号；所述开关件为绝缘栅双极型晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
9.一种电力电子设备中开关件开机自检装置，所述开关件采用n个，n为正整数，其特征在于，该装置包括工作状态设置单元、n个信号采样单元以及控制单元；
所述工作状态设置单元与所述控制单元相连，用于根据控制单元的指令对所述n个开关件的工作状态分别进行设置；
所述n个信号采样单元分别与控制单元相连，用于根据控制单元的指令分别对所述n个开关件所在电路中受该n个开关件控制的各部分电路分别进行采样，以得到n个采样信号值，并分别将所述n个采样信号值输出至控制单元；
所述控制单元内预设有所述电力电子设备正常运行时所述n个开关件在两种工作状态下所述采样点处的两种信号正常值范围，控制单元用于在接收到n个信号采样单元分别输出的所述n个采样信号值后，判断所述n个采样信号值是否分别在n个开关件在各自所处工作状态下采样点处的信号正常值范围内，再根据判断结果来确定检测结果。
10.根据权利要求9所述的自检装置，其特征在于，该装置还包括：
输入单元，与所述控制单元相连，用于接收用户输入的能够设置所述n个开关件的工作状态的指令并将之输出至控制单元；
显示单元，与所述控制单元相连，用于接收控制单元输出的检测结果并将之进行显示。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method and device for self checking the startup of switch components in power electronic equipment Granted publication date: 20160302 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Changji branch Pledgor: TBEA SUNOASIS Co.,Ltd.|TBEA XI'AN ELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980015455 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |