CN104040441B - 用于在可调节速度驱动器中检测相位损耗并且诊断dc链路电容器健康的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测在可调节速度驱动器(ASD)中的输入相位损耗的系统和方法，包括从ASD检测操作数据的输入单元。操作数据包括ASD的DC链路电流。该系统同样包括状态观测器，该状态观测器适于从输入单元接收操作数据，并且使用DC链路电流提取ASD的DC链路电容器电流。该系统同样包括控制器，该控制器被编程为：将提取的DC链路电容器电流与预定故障范围比较；以及如果提取的DC链路电容器电流处于预定义故障范围内，则生成输入相位损耗的故障指示。控制器同样被编程为基于提取的DC链路电容器电流来计算DC链路电容器的估计寿命。

Description

用于在可调节速度驱动器中检测相位损耗并且诊断DC链路电 容器健康的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及可调节速度驱动器，并且更特别地涉及用于在可调节速度驱动器中检测输入相位损耗并且诊断DC链路电容器健康的系统和方法。
背景技术
电机驱动器经常用在工业应用中，以调节功率和以其它方式控制诸如在泵、风扇、压缩机、起重机、造纸机、轧钢机、轧机、升降机、机床等发现的那些电机的电驱动电机。电机驱动器通常提供逐赫兹伏特控制并且已经极大改善了电驱动电机和应用的效率和生产率。电机驱动器越来越多地采用可调节速度驱动器(ASD)的形式，该可调节速度驱动器(ASD)适于向电驱动电机提供可变速度和/或可变扭矩控制。
理想情况下，从公用电网供应到在ASD中使用的三相配电系统的输入电力将是恒定并且平衡的。然而，现今存在各种电力质量扰动，包括谐波失真、频率变化、噪声、瞬态电压尖峰、停电以及电压骤升和骤降。在各种类型的电力质量扰动之间，不平衡电压骤降最频繁发生。作为示例，当输入相位损耗发生时DC链路电压降低。此外，输入相位损耗可使系统组件发生故障并且可损害生产率和可靠性。在ASD情况下，如果相位损耗没有正确并且及时检测到，则将发生设备故障。
不平衡输入电压和相位损耗以各种方式负面地影响ASD。首先，不平衡电压可产生显著的输入电流不平衡，该输入电流不平衡使二极管桥式整流器和诸如熔断器、接触器和断路器的输入保护性设备承受应力。其次，电压不平衡可引起在ASD感应电机中大量的120Hz纹波扭矩，增加机械和热应力。再次，不平衡电压通常将二次谐波电压分量注入到增加在DC链路电容器上的电应力的DC总线电压上，潜在地缩短电容器寿命。
通常用在ASD中的DC链路电容器是电解电容器，该电解电容器提供在DC链路上的大容量和渡过(ride-through)能量存储能力。此外，电容器过滤整流器电压纹波，并且作为用于由整流器和PWM逆变器级生成的纹波电流的低阻抗路径。DC链路电容器的大小主要由其寿命确定。
几个因素影响在ASD系统中的DC链路电容器的寿命。这些因素包括施加电压、纹波电流、频率、环境温度以及气流。然而，DC链路电容器的寿命主要由它们的核心温度确定。
整流器和逆变器纹波电流两者促成电容器温度上升。在电压骤降情况下，即使具有少量电压不平衡，ASD也可易于进入单相操作。在电压不平衡条件下，在DC链路电容器中感应到升高的纹波电流。高纹波电流可导致比对于DC链路电容器预期更短的操作寿命，因为在电容器等效串联电阻(ESR)中的增加导致对于相同纹波电流更多的加热，因此增加核心温度上升，并且将故障机制加速。
当操作温度接近电容器额定值时，由在最大电压额定值附近操作所产生的额外泄漏电流可导致降低电容器寿命的电化学劣化和氢气逸出。电解电容器劣化和报废故障的主要原因是由于通过端部密封件漏出的电解质扩散。高温将加速该过程。
为了检测和解决在配电系统中的相位损耗问题，制造商推出了设计为在ASD内侧集成以检测公用相位损耗条件的硬件。然而，这种设备向ASD增加了不希望的成本和复杂性。此外，虽然这种设备可监测相位损耗，但是它们不监测或考虑在DC链路电容器上的相位损耗影响。
因此，期望设计能够向ASD非侵入性输入相位损耗检测的系统和方法。此外，将期望设计用于估计在DC链路电容器上检测相位损耗的健康影响以及DC链路电容器寿命的系统和方法。
发明内容
本发明提供用于在可调节速度驱动器中检测输入相位损耗并且诊断DC链路电容器健康的系统和方法。
根据本发明的一个方面，用于检测在ASD中输入相位损耗的系统包括从ASD检测操作数据的输入单元，其中操作数据包括ASD的DC链路电流；以及状态观测器，该状态观测器适于从输入单元接收操作数据，并且使用DC链路电流提取ASD的DC链路电容器电流。该系统同样包括控制器，该控制器被编程为将提取的DC链路电容器电流与预定故障范围比较，以及如果提取的DC链路电容器电流处于预定义的故障范围内，则生成输入相位损耗的故障指示。
根据本发明的另一方面，用于检测在可调节速度AC驱动器中的相位损耗的方法包括：识别可调节速度AC驱动器中的DC链路电流，并且提供具有可调节速度AC驱动器中的状态空间模型表示的状态观测器。该方法同样包括将识别的DC链路电流输入到状态观测器中，并且使用状态观测器提取可调节速度AC驱动器的DC链路电容器电流。此外，该方法包括将DC链路电容器电流的至少一个分量与预定义的故障范围比较，并且如果DC链路电容器电流的至少一个分量处于预定义故障范围内，则输出相位损耗指示符。
根据本发明的另一方面，一种非暂时性计算机可读存储介质具有存储在其上包括指令的计算机程序，当由至少一个处理器执行时所述指令使至少一个处理器获取ASD的DC链路电流，并且将DC链路电流发送给表示ASD所构想的状态观测器。该指令进一步使得至少一个处理器使用DC链路电流从状态观测器提取ASD的DC链路电容器电流的至少一个分量，其中提取至少一个分量包括提取DC链路电容器电流的二次谐波分量和DC链路电容器电流的六次谐波分量中的至少一个分量。该指令同样使至少一个处理器将DC链路电容器电流的至少一个提取分量振幅与故障范围比较。如果DC链路电容器电流的至少一个提取分量振幅处于故障范围内，则该指令使至少一个处理器生成相位损耗指示。
本发明的各种其它特征和优点将从以下详细说明和附图中显而易见。
附图说明
附图示出当前用于执行本发明设想的优选实施例。
在附图中:
图1是包括根据本发明实施例的可调节速度驱动器的电力调节器示意图。
图2是利用根据本发明的状态观测器的观测器系统示意图。
图3是根据本发明实施例结合电力调节器和观测器系统的控制系统示意图。
图4是根据本发明实施例用于检测对可调节速度驱动器的输入相位损耗并且计算DC链路电容器寿命的技术。
具体实施方式
阐述了本发明的几个实施例，其涉及用于在可调节速度驱动器中检测输入相位损耗并且诊断DC链路电容器健康的系统和方法。该系统实现了提取DC链路电容器电流的谐波分量的状态观测器，分析提取的谐波以识别输入相位损耗条件，并且基于提取的DC链路电容器电流来估计DC链路电容器的寿命。如在此使用的，术语“相位损耗”包括来自公用电网电力的至少一个相位的总损耗和输入电压不平衡，诸如例如类型A、B或C电压骤降。
现在参考图1，示出具有可调节速度驱动器12的电力调节器10。可调节速度驱动器(ASD)12被设计为接收三相AC电力输入，整流AC输入，并且执行整流段到供应到负载的可变频率和振幅的三相交变电压的DC/AC转换。在优选实施例中，ASD根据示例性逐赫兹伏特特性来操作，ASD可同样在具有或不具有速度/位置传感器的矢量控制下操作。在这方面，电机驱动器提供在稳定状态中的电压调节和在全负载范围上的快速动态阶跃负载响应。
在示例性实施例中，三相AC输入14a-14c被馈送到三相整流器(D1--D6)桥16。在正常操作期间，输入线阻抗值被假设为平衡，每个值由串联电阻Ra(＝Rb＝Rc)和线电感La(＝Lb＝Lc)组成。在操作中，三相整流器桥16将AC电力输入转换为DC电力，以使得DC链路电压存在于整流器桥16和开关阵列18之间。
根据一个实施例，ASD12包括可选的分流电阻器布置20(以虚线示出)。可选的分流电阻器布置20包括可选的分流电阻器22(以虚线示出)和被配置成从耦接到分流电阻器22的可选分流传感器26(以虚线示出)接收电流信号的可选处理器24(以虚线示出)。虽然分流电阻器布置20示为位于正的DC链路28上，但是本领域技术人员将认识到，分流电阻器布置20可根据另一个实施例可替代地位于负的DC链路30上。
DC链路电压通过DC链路电容器组32被缓冲或平滑，该DC链路电容器组32具有基于DC链路电容器34的总电容Cd。可选地，DC链路电容器组32包括一个或多个辅助或备用电容器36(以虚线示出)，其与DC链路电容器34平行放置，并且关于图4更详细地描述。
开关阵列18包括一系列的IGBT开关(SW1-SW6)38和共同形成PWM逆变器42的反并联二极管40。PWM逆变器42控制开关38以合成可变频率、可变振幅的DC电压波形，在具有或不具有速度/位置传感器算法的情况下，该DC电压波形被传递到遵循恒定逐赫兹伏特或矢量控制的负载44。根据各种实施例，负载44可以是非电机负载或诸如例如感应电机的电机。
在DC链路电容器节点46处的电流如下：DC链路电容器电流icap、DC链路电流id，以及负载电流iL。DC链路电流id的量通过测量或计算获知。
在正常的三相操作中，DC链路电流的主导谐波分量是六次谐波。在北美洲，六次谐波分量是360Hz；在欧洲六次谐波分量是300Hz。当相位损耗在公用电网处发生时，输入相位损耗导致在六次谐波分量的振幅或峰电流值中的下降，并且同样引起在DC链路电流频谱中的二次谐波分量。该二次谐波分量与北美洲的120Hz和欧洲的100Hz对应。
图2示出用于提取与ASD的DC链路电容器对应的DC链路电容器电流(诸如与图1的ASD12的电容器34对应的电流icap)的谐波分量的观测器系统48。一般来说，观测器系统48被配置成通过预测或估计在没有直接测量电流大小的物理传感器情况下的电流，来提取DC链路电容器电流的谐波分量。因此，观测器系统48监测DC链路电容器电流的谐波分量，而不需向ASD添加额外的外部硬件。
ASD的物理系统通过块50表示在观测器系统48中，该块50由ASD12的状态变量形成的状态矢量x定义。状态矢量x定义如下：
其中：
vd是DC链路电压，
iL是负载电流，
i2是DC链路电容器电流的二次谐波分量，
是DC链路电容器电流的二次谐波分量的导数，
i4是DC链路电容器电流的四次谐波分量，
是DC链路电容器电流的四次谐波分量的导数，
i6是DC链路电容器电流的六次谐波分量，以及
是DC链路电容器电流的六次谐波分量的导数。
因此，ASD12由下面的状态方程式定义：
(方程式1),
y＝i2+i4+i6+…＝id-iL＝Cx+Du (方程式2)，
其中：
是状态矢量x的导数，并且定义观测器公式，
u是指示供应到ASD12的DC链路电流id的输入变量,
y是表示供应到可调节速度驱动器12的测量输出量的输出矢量，以及A、B、C和D是恒定的系统矩阵。
状态矢量的导数定义为：
其中：
是DC链路电容器电流的二次谐波分量的二阶导数，
是DC链路电容器电流的四次谐波分量的二阶导数，以及
是DC链路电容器电流的六次谐波分量的二阶导数。
恒定的系统矩阵A和B定义如下：
和
对于40Hz系统，在二次、四次和六次谐波处的频率ω在方程式3-5中阐述：
ω2＝2π120 (方程式3)，
ω4＝2π240 (方程式4)，
ω6＝2π360 (方程式5)，
对于42Hz系统，在二次、四次和六次谐波处的频率ω在方程式6-8中阐述：
ω2＝2π100 (方程式6)，
ω4＝2π200 (方程式7)，
ω6＝2π300 (方程式8)。
恒定的系统矩阵C定义为：
C＝[0 -1 0 0 0 0 0 0 …]。恒定的系统矩阵D定义为：D＝1。
本领域的技术人员将认识到，虽然以上观测器公式阐述用于包括作为在状态矢量x中变量的二次、四次和六次谐波分量的系统，但是以上观测器公式可易于修改成包括额外的谐波分量。可替代地，在简化实施例中，状态矢量x、状态矢量的导数以及恒定系统矩阵A、B、C和D可关于单个谐波分量(诸如例如二次谐波)定义如下：
C＝[0 -1 0 0]和
D＝1。
在观测器系统48的操作期间，块50接收指示供应到ASD12的DC链路电流id的输入变量u作为输入。块50的输出是表示供应到ASD12的测量输出量的输出矢量y，该测量输出量从包含在状态矢量x的状态变量之间选择。
由于DC链路电容器电流是在ASD12的状态空间模型中的未测量值，所以DC链路电容器电流的谐波分量值未知。因此，观测器系统48被配置成计算预测或观测的由块52表示的状态矢量
为确定观测状态矢量或观测器，测量输出矢量y和估计输出矢量被提供到比较器块54作为输入，该比较器块54执行测量和估计矢量的相减从而确定在观测器估计中的误差。在块56处，比较器块54的输出与观测器反馈增益矩阵L相乘。观测器增益矩阵56被设计以使得随着时间的推移估计输出矢量与测量输出矢量y相等。
因此，观测器由块52表示，并且定义为：
(方程式9)。
在一个实施例中，观测器增益矩阵56定义为：
L＝[L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 …]T。
在上述的替代简化实施例中，观测器增益矩阵56定义为：
L＝[L1 L2 L3 L4]。
在操作期间，观测器系统48操作以生成近似模型真实物理状态的状态空间模型的估计状态观测器系统48的估计状态然后可用于提取在状态矢量x中包含的状态变量。因此，观测器系统48操作以连续监测在电机操作期间的DC链路电容器电流的谐波分量。
现参考图3，示例性相位损耗检测控制系统58的示意图被示出将电力调节器和观测器系统(诸如例如图1的电力调节器10和图2的观测器系统48)与状态反馈控制器60和故障警报系统62结合。如关于图4的相位损耗检测技术64所详细描述的，控制系统58使用来自可调节速度驱动器(诸如图1的ASD12)的传感器测量和来自观测器系统48的估计电流谐波，以连续监测对ASD的输入公用相位损耗，计算DC链路电容器的估计寿命，并且经由故障警报系统62选择性产生警报。
现参考图4，并且继续参考图3，阐述了用于检测公用输入相位损耗的技术64。技术64在块66处开始，其中确定来自ASD12的DC链路电流。根据一个实施例，DC链路电流从经由一个或多个可选传感器68(以虚线表示)测量的电压和电流信号计算，该可选传感器68可包括作为在ASD12上的标准组件。根据另一个实施例，DC链路电流从包括分流传感器26(图1)的可选分流电阻器布置20(以虚线表示)直接测量，该分流传感器26可包括作为在ASD12上的标准特征，或安装作为在ASD12上的选项。返回参考图3和图4，在块70处DC链路电流被输入到观测器系统48。
在块72处，观测器系统48使用从ASD12接收的DC链路电流，以估计状态空间模型的内部状态，并且通过状态矢量x的变量值的确定来提取DC链路电容器电流的谐波分量，如关于图2在上面所述。
在块74处，提取的DC链路电容器谐波电流分量被输入到反馈控制器60，该反馈控制器60被编程以确定相位损耗是否基于提取的谐波分量而发生。特别地，控制器60包括比较器76，其将DC链路电容器电流的至少一个谐波与预定故障范围比较以确定输入相位损耗是否已经发生78。
如上所述，如果公用输入相位损耗发生，则DC链路电容器电流的六次谐波分量的振幅或峰电流值将减少。输入公用相位损耗的存在将同样诱生DC链路电容器电流的二次谐波分量。因此，在一个实施例中，比较器76被编程以将(如由观测器系统48所确定的)DC链路电容器电流的二次谐波分量i2的振幅或峰电流值与预定故障范围的第一部分比较。故障范围的第一部分被定义为包括在第一阈值之上的值。根据各种实施例，第一阈值可被定义为指示相位损耗的电流振幅或峰电流值，或可以是相对标度或每单位化的阈值。
在一个实施例中，比较器76将二次谐波分量的提取振幅或峰电流值与第一阈值比较。如果i2的振幅在第一阈值之上并且因此落入故障范围80的第一部分内，则在块82处导致状态反馈控制器60指示故障条件。在替代实施例中，控制器60被编程为计算提取的二次谐波分量的振幅或峰电流值与诸如例如ASD12的额定RMS电流的常数的比率。比较器76然后比较计算的比率与第一阈值以确定比率是否落入故障范围的第一部分内。如果比较器76确定计算比率处于故障范围的第一部分内，则在块82处导致状态反馈控制器60指示故障条件。作为一个示例，如果对于40hp、460V、60Hz的功率电平，计算的比率大于百分之10，则导致状态反馈控制器60可指示故障条件。
可替代地或除此之外，比较器76可被编程以将(如由观测器系统48所确定的)DC链路电容器电流的六次谐波分量i6的振幅与预定故障范围的第二部分比较，其中故障范围的第二部分被定义为包括在第二阈值以下的值。根据各种实施例，第二阈值可被定义为指示相位损耗的电流振幅或峰电流值，或可以是相对标度或每单位化的阈值。
在一个实施例中，比较器76将六次谐波分量的提取振幅或峰电流值与第二阈值比较。如果i6的振幅在第二阈值之下并且因此处于预定义故障范围80的第二部分之内，则在块82处导致状态反馈控制器60指示故障条件。可替代地，控制器60被编程计算提取的六次谐波分量的振幅或峰电流值与以关于二次谐波分量比较而如上所述类似方式的常数的比率。如果提取的六次谐波分量与常数的计算比率落入预定义故障范围80的第二部分内，则在块82处导致状态反馈控制器60指示故障条件。作为一个示例，如果对于40hp、460V、60Hz的功率电平，计算的比率小于百分之45，则可导致状态反馈控制器60指示故障条件。
本领域的技术人员将认识到，输入相位损耗的存在可以以许多方式被指示为故障条件。例如，故障条件可被显示为在ASD操作面板(未示出)上的可视警报。可替代地，故障条件可经由声音警报被指示给操作者。此外，如果相位损耗被检测到80，则技术64可包括在块84处(以虚线示出)关闭ASD的可选步骤。如果输入相位损耗没有被检测到86，则技术64返回到块66并且继续通过块66-74循环以检测输入相位损耗78。
在块88处，技术64基于在块72处确定的提取DC链路电容器电流来计算DC链路电容器的寿命。在一个实施例中，控制器60采用DC链路电容器寿命计算器90编程以计算DC链路电容器的寿命。根据如下通过初始确定总电容器的功率损耗Ploss，计算预测的电容器寿命：
(方程式10)，
其中：
Icap基于从观测器系统确定的DC链路电容器电流的谐波组件来确定，以及
ESR(fn)是在特定频率fn处的等效串联电阻。
电容器热点温度Th[℃]和寿命Lop[小时]如下计算：
Th＝Ta+Ploss·Rth (方程式11)，
(方程式12)，
其中：
Ta是电容器环境温度，以及
Rth是电容器热电阻。
A和c的系数是基于在ASD中使用的电容器类型的已知值。在块92处，技术64基于DC链路电容器的计算寿命，输出指示DC链路电容器健康状态的诊断。
技术64可同样包括基于在块88处计算的DC链路电容器的寿命和/或基于输入相位损耗80的检测，来添加或激活在可选块94(以虚线示出)处的一个或多个“备用”DC链路电容器的可选步骤。如关于图1所述，ASD12的DC链路电容器组32可选地包括与DC链路电容器34并联定位的一个或多个“备用”DC链路电容器36(以虚线示出)。根据各种实施例，在输入相位损耗检测时备用电容器36可被手动添加到ASD12，或可以是被配置以使得它们可以在输入相位损耗检测时选择性激活的ASD12的永久性组件。
如上面详细描述的，本发明实施例可被应用到包括由固定或可变频率供应所馈送的AC电机的电机组件。同样，该技术可在接收单相电流信号的内部模块中或在被配置成接收单相、三相或多相电压和电流信号的任何组合的独立外部模块中实施。此外，虽然关于AC电机和AC电机驱动器描述了本发明的几个实施例，但是可设想在此阐述的技术可应用到各种各样的负载类型应用，包括固定和可变电压应用。
上述方法可以以在包含一个或多个有形计算机可读存储介质(诸如软盘和其它磁存储介质、CD ROM和其它光学存储介质、闪存和其它固态存储装置、硬驱动器或任何其它的计算机可读存储介质)中实施的指令的计算机程序代码的形式来实施，其中当计算机程序代码加载到计算机中并且由计算机执行时，计算机变成用于实现所公开方法的装置。上述方法可同样以一般称为“控制器”的形式来实施，该“控制器”被配置成检测输入相位损耗和利用在图1-4各种实施例中示出的ASD12的现有处理器的诊断DC链路电容器健康。
用于公开方法和装置的技术贡献在于，其提供用于检测对可调节速度驱动器的输入相位损耗并且用于计算DC链路电容器寿命的技术所实现的控制器。
因此，根据本发明的一个实施例，用于检测在ASD中输入相位损耗的系统包括从ASD检测操作数据的输入单元，其中操作数据包括ASD的DC链路电流；以及状态观测器，其适于从输入单元接收操作数据并且使用DC链路电流提取ASD的DC链路电容器电流。系统同样包括控制器，该控制器被编程为将提取DC链路电容器电流与预定故障范围比较，并且如果提取的DC链路电容器电流处于预定故障范围内，则生成输入相位损耗的故障指示。
根据本发明的另一个实施例，用于检测在可调节速度AC驱动器中相位损耗的方法包括识别可调节速度AC驱动器中的DC链路电流，并且提供具有可调节速度AC驱动器中的状态空间模型表示的状态观测器。该方法同样包括将识别的DC链路电流输入到状态观测器中，并且使用状态观测器提取可调节速度AC驱动器的DC链路电容器电流。此外，该方法包括将DC链路电容器电流的至少一个分量与预定故障范围比较，并且如果DC链路电容器电流的至少一个分量处于预定故障范围内，则输出相位损耗指示符。
根据本发明的另一个实施例，一种非暂时性计算机可读存储介质具有存储在其上包括指令的计算机程序，当由至少一个处理器执行时指令使至少一个处理器：获取ASD的DC链路电流，并且将DC链路电流发送给表示ASD所构想的状态观测器。指令进一步使得使用DC链路电流从状态观测器提取ASD的DC链路电容器电流的至少一个分量，其中提取至少一个分量包括提取DC链路电容器电流的二次谐波分量和DC链路电容器电流的六次谐波分量中的至少一个分量。该指令同样使至少一个处理器将DC链路电容器电流的至少一个提取分量振幅与故障范围比较。如果DC链路电容器电流的至少一个提取分量振幅处于故障范围内，则指令使至少一个处理器生成相位损耗指示。
本发明已经根据优选实施例进行了描述，并且其认识到除了那些明确所述，等同、替换和修改是可能的并且处于所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于检测在可调节速度驱动器(ASD)中的输入相位损耗的系统，该系统包括：
输入单元，其从所述可调节速度驱动器检测操作数据，其中所述操作数据包括所述可调节速度驱动器的DC链路电流；
状态观测器，其适于从所述输入单元接收所述操作数据，并且使用所述DC链路电流提取所述可调节速度驱动器的DC链路电容器电流；以及
控制器，其被配置为：
将提取的DC链路电容器电流与预定故障范围比较；以及
如果所述提取的DC链路电容器电流处于预定义故障范围内，则生成输入相位损耗的故障指示。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态观测器进一步适于提取所述DC链路电容器电流的至少一个谐波分量；以及
其中所述控制器进一步被配置为：
将所述至少一个谐波分量与所述预定义故障范围比较；以及
基于所述比较来生成所述故障指示。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为：
将所述DC链路电容器电流的二次谐波分量振幅和所述DC链路电容器电流的六次谐波分量振幅中的至少一个振幅与所述预定义故障范围比较；以及
如果所述二次谐波分量的振幅和所述六次谐波分量的振幅中的至少一个振幅处于所述预定义故障范围内，则生成所述故障指示。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述输入单元包括：
传感器，其被配置成测量所述可调节速度驱动器的分流电阻器的电流；以及
处理器，其被配置为使用所述测量电流来计算所述DC链路电流。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述输入单元包括被耦接到所述可调节速度驱动器的电压传感器和电流传感器中的至少一个传感器；以及
其中所述输入单元被配置成基于来自所述电压传感器和所述电流传感器中至少一个传感器的信号，来确定所述DC链路电流。
6.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括故障警报系统，所述故障警报系统被配置成如果生成所述故障指示则发出声音警告和可视警告中的至少一个警告。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为如果生成所述故障指示则关闭所述可调节速度驱动器。
8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
至少一个备用DC链路电容器，其位于所述可调节速度驱动器内以使得所述至少一个备用DC链路电容器与所述DC链路电容器并联选择性地可操作；以及
其中所述控制器进一步被配置为激活所述至少一个备用DC链路电容器以使得如果生成所述故障指示，则所述至少一个备用DC链路电容器与所述DC链路电容器并联操作。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为：
基于所估计的DC链路电容器电流来计算所述DC链路电容器的估计寿命；以及
向操作者输出所述估计寿命。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器被配置成使用电容器功率损耗、电容器热点温度、电容器环境温度和电容器热电阻来计算所述DC链路电容器的所述估计寿命。
11.一种用于检测在可调节速度AC驱动器中的相位损耗的方法，所述方法包括：
识别所述可调节速度AC驱动器的DC链路电流；
提供具有所述可调节速度AC驱动器的状态空间模型表示的状态观测器；
将所述识别的DC链路电流输入到所述状态观测器中；
使用所述状态观测器提取所述可调节速度AC驱动器的DC链路电容器电流；
将所述DC链路电容器电流的至少一个分量与预定义故障范围比较；以及
如果所述DC链路电容器电流的至少一个分量处于所述预定义故障范围内，则输出相位损耗指示符。
12.根据权利要求11所述的方法，其中识别所述DC链路电流包括如下步骤中的一个：
基于从可操作地耦接到所述可调节速度AC驱动器的电压传感器和电流传感器中的至少一个传感器接收的信号，确定所述DC链路电流；以及
使用可操作地耦接到所述可调节速度AC驱动器的分流传感器，来测量所述可调节速度AC驱动器的分流电阻器的电流。
13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
将所述DC链路电容器电流的二次谐波分量与预定故障范围比较；以及
如果所述DC链路电容器电流的二次谐波分量处于所述预定义故障范围内，则输出所述相位损耗指示符。
14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
将所述DC链路电容器电流的六次谐波分量与所述预定故障范围比较；以及
如果所述DC链路电容器电流的六次谐波分量处于所述预定义故障范围内，则输出所述相位损耗指示符。
15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括使用所述提取的DC链路电容器电流来计算所述DC链路电容器的估计寿命。
16.根据权利要求11所述的方法，其中输出相位损耗指示符进一步包括生成声音警告和可视警告中的至少一个警告。
17.一种用于检测在可调节速度驱动器(ASD)中的输入相位损耗的方法，该方法包括：
获取可调节速度驱动器(ASD)的DC链路电流；
将所述DC链路电流发送给表示所述可调节速度驱动器所构想的状态观测器；
使用所述DC链路电流从所述状态观测器提取所述可调节速度驱动器的DC链路电容器电流的至少一个分量，所述至少一个分量包括所述DC链路电容器电流的二次谐波分量和所述DC链路电容器电流的六次谐波分量中的至少一个分量；
将所述DC链路电容器电流的至少一个提取分量振幅与故障范围比较；以及
如果所述DC链路电容器电流的至少一个提取分量的振幅处于所述故障范围内，则生成相位损耗指示。
18.根据权利要求17所述的方法，其中该方法进一步包括使用所述DC链路电容器电流的至少一个提取分量来计算DC链路电容器的预测寿命。
19.根据权利要求17所述的方法，其中该方法进一步包括如果所述DC链路电容器电流的至少一个提取分量的振幅处于所述故障范围内，则关闭所述可调节速度驱动器。
20.根据权利要求17所述的方法，其中该方法进一步包括如果所述DC链路电容器电流的至少一个提取分量振幅处于所述故障范围内，则激活至少一个备用DC链路电容器。
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