CN104937425A - 相序检测 - Google Patents

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CN104937425A CN201380056674.7A CN201380056674A CN104937425A CN 104937425 A CN104937425 A CN 104937425A CN 201380056674 A CN201380056674 A CN 201380056674A CN 104937425 A CN104937425 A CN 104937425A
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Abstract

本发明涉及一种适于使用三相脉冲电机驱动器信号的相序检测器,以及涉及一种相序检测方法,该相序检测方法适于确定三相变频电机驱动器信号的相序和缺相状态。

Description

相序检测
技术领域
本发明涉及一种与频率控制的压缩机一起使用的相序检测器,以及用于检测变频电源信号的相序的方法。
背景技术
由三相交流电源驱动的电压缩机和其它电动机常对三相的顺序很灵敏。如果其到电源的连接错误,一些装置可能会失灵、或甚至损坏,在一些装置中压缩机或电机会运行但是反转,这易于对压缩机或其它电动机所属系统的其余部分造成问题。
发展了不同种类的相序检测器,如果检测到错误的相序其会通知用户或关闭电源。上述相序检测器中的一部分通过光耦合器形成指示三个电源相位之间相位差的脉冲来工作。但是,对于通常由逆变器作为开关电源,由此为压缩机产生脉冲三相电源信号,例如脉冲宽度调制电源信号,驱动的频率控制压缩机,因为窄脉冲利用固有的慢光耦合器不足以传送信号和/或光耦合器的输出将以逆变器的开关频率脉动,现有技术的相序检测器无法工作,因此不形成指示电源信号相位差的脉冲。
进一步地,对光耦合器的相位差指示脉冲起作用的现有技术的相序检测器的逻辑,例如通过将相位差与绝对阈限比较,常依赖于三个相位的确定频率,该频率通常地为50Hz或60Hz。因此,这种相序检测器不适用于频率控制的压缩机,在频率控制的压缩机中电源相位将在,例如20Hz到200Hz之间变动。测量电源相位频率以便适应变化的电源频率的相序检测器要求相对多的附加逻辑和处理能力。
发明内容
发明者已经意识到上述的现有技术的问题,他们的发明目的包括提供一种与脉冲电源一起工作的新的相序检测器,且提供一种具有很好地适用于变频压缩机的逻辑的新的相序检测器。
本发明涉及一种用于在三相电机驱动器信号中确定相序的相序检测方法,所述相序检测方法包括步骤:
接收第一脉冲列PL1L2,所述第一脉冲列的脉冲指示第一相位L1和第二相位L2之间的相位差;
接收第二脉冲列PL2L3,所述第二脉冲列的脉冲指示第二相位L2和第三相位L3之间的相位差;
确定脉冲移位比值,所述脉冲移位比值表示所述第一和第二脉冲列的脉冲移位DT1对脉冲周期DT2的比值;以及
基于所述脉冲移位比值,确定所述三相电机驱动器信号的所述相序。
本发明提供了通过相对测量的用于确定三个相位相序的有利方法,意味着不知道驱动器频率、不用测量驱动器频率或不用进行绝对时间测量其就可工作。换句话说,本发明实现了对常与频率控制的电机、压缩机等一起使用的变频电机驱动器信号的相序检测,并且所述相序检测可以有效快速地进行,这意味着它不要求很多处理能力,并无论如何都可以提供快速结果,这可能对电机保护和安全目的而言非常关键。
本发明因此对现有技术解决方案而言是具有新颖性的和创造性的,因为现有技术解决方案只对于其被设计应用的特定驱动器频率工作,或通过在能够确定相位故障之前测量实际的驱动器频率工作。
根据本发明,如下文所述地,第一和第二脉冲列优选地由较优的脉冲发生器提供,或者由被布置以形成两个脉冲列的任何其它脉冲发生器提供,所述两个脉冲列的每一个都包括表示三个相位中的两个之间的相位差的脉冲事件。
脉冲移位表示两个脉冲列中的脉冲事件之间的时间性差异,例如表示从脉冲列之一的脉冲事件,例如下降沿,到另一脉冲列中对应的脉冲事件的时间。
脉冲周期表示相同的脉冲列中的脉冲事件之间的时间性差异,例如表示从脉冲列之一的脉冲事件,例如下降沿,到同一脉冲列中对应的脉冲事件的时间。
根据本发明,脉冲移位和脉冲周期被测量为时间,例如以毫秒为单位,但优选地其被简单地表示为具有诸如时钟报时信号、样本、计时器事件、计数器值、斜坡信号电平等的可比较的单位的相对时间表示形式。诸如快捷和低处理要求等的本发明的一些益处与本发明完全无需测量相位的绝对频率、或绝对时间而便利于确定相序的特征相关。该方法仅需要脉冲移位和脉冲周期的以任何可用测量单位的可比较的表示形式。
应注意,根据本发明的一个优选实施,确定脉冲移位和脉冲周期可通过确定两个假定是脉冲移位和脉冲周期的值(DT1、DT2)来执行,但通过它们与所比较的比值不相符,这两个值可能被证明事实上是,例如同一脉冲信号的脉冲周期和双脉冲周期,或其它无效值。
在本发明一个优选实施例中,同步地确定脉冲移位和脉冲周期,但在一替代实施例中可相继地确定它们或直接确定它们的比值。
在本发明的一个优选实施例中,多次执行该方法,优选地,二或三次,且只有所有的,例如二或三次,结果有这个成果,或者次优选地但在本发明内,大多数测试有此成果,才建立相序正确的结论。
当确定所述脉冲移位比值和确定所述相序的所述步骤由以下步骤得到时,得到本发明的一个优选实施例:
确定第一时间性差异DT1,所述第一时间性差异DT1表示所述第一或第二脉冲列中之一的第一脉冲事件FE1与所述第一或第二脉冲列中之一的第二脉冲事件FE2之间的相对时间;
确定第二时间性差异DT2,所述第二时间性差异DT2表示所述第一脉冲事件FE1与所述第一或第二脉冲列中之一的第三脉冲事件FE3之间的相对时间;
当所述第一脉冲事件FE1发生于所述第一脉冲列PL1L2中时,在预定公差之内所述第一时间性差异DT1相当于所述第二时间性差异DT2的三分之一的时候,或当所述第一脉冲事件FE1发生于所述第二脉冲列PL2L3中时,在预定公差内所述第一时间性差异DT1相当于所述第二时间性差异DT2的三分之二的时候,确定所述三相电机驱动器信号的所述相序为第一–第二–第三相位。
根据本发明的一个优选实施例,通过记录三个连续的脉冲事件同时确定脉冲移位和脉冲周期,三个连续的脉冲事件之中,假定第一FE1和第三FE3是同一脉冲列中的两个连续的脉冲事件,假定第二脉冲事件FE2是另一脉冲列中的中间的脉冲事件。在本发明的一个优选实施例中,将脉冲移位确定为第一与第二脉冲事件之间的时间值差异,将脉冲周期确定为第一与第三脉冲事件之间时间值差异。注意,因为本发明仅需要相对时间测量,本文中的时间值仅表示随时间变化的值,并且可以是具有相对于实际时间的任意比例的计数器型。
本发明的本实施例的又一优势是不要求任何实时测量,而仅要求一些移位和周期之间比值的指示——事实上仅要求假定的移位和周期之间比值的指示,因为使用该比值去确定相序的步骤可以忽视不表示位移对周期的比值的比值,而不是如上所述地例如周期对双周期的比值,这当例如相位连接错误时可能出现。
当所述方法还包括至少以下步骤之一时,得到本发明的一个优选实施例:
当在预定公差内所述第一时间性差异DT1相当于所述第二时间性差异DT2的二分之一时,确定所述第一相位L1或所述第三相位L3的缺相;
当在预定公差内所述第一时间性差异DT1相当于0或与所述第二时间性差异DT2相等时,确定所述第二相位L2的缺相。
根据本发明的这一优选实施例,该创造性方法不仅可以确定相序,而且可以确定缺相,甚至仅通过分析两个脉冲列表明哪个相位已缺失。
当所述方法包括基于所述三相电机驱动器信号的所述第一相位L1、第二相位L2和第三相位L3,使得脉冲发生器PG形成所述第一脉冲列PL1L2和所述第二脉冲列PL2L3的步骤;且其中,所述方法还包括至少以下步骤之一时,得到本发明的优选实施例:
当在预先确定的超时时间内,例如60ms内,或在所述脉冲列PL1L2、PL2L3的第一、第二和第三脉冲事件FE1、FE2、FE3之中,在所述第一脉冲列PL1L2中没有检测到脉冲事件时,确定所述脉冲发生器PG没有连接至所述第一相位L1;
当在预先确定的超时时间内,例如60ms内,或者在所述第一、第二和第三脉冲事件FE1、FE2、FE3之中,在所述第二脉冲列PL2L3中没有检测到脉冲事件时,确定所述脉冲发生器PG没有连接至所述第三相位L3。
根据一个优选实施例,当在相关脉冲列中没有检测到脉冲事件时,可确定相序检测器至压缩机驱动器信号连接中的故障,即如果第一脉冲列中没有出现事件相位L1断路,如果第二脉冲列中没有出现事件L3断路。脉冲事件的不发生可成立于例如一定时间过去之后,该时间例如根据实际操作的与最长可能脉冲周期相对应的时间,如50ms,加上合理的公差,如10ms,或者当三个检测到的脉冲事件全部出现在同一脉冲列时,脉冲事件的不发生可成立。还注意根据本发明,包括超时在内的所有的时间,可优选地由诸如时钟报时信号、样本数量、计数器值等的相对手段来确定。
当所述三相电机驱动器信号是变频驱动器信号时,得到本发明的一个优选实施例。
一个主要特点是即使没有频率的预先或附加信息、或任何频率的直接测量,本发明的相序检测器用变频驱动器信号可靠、高效和快速地工作,该变频驱动器信号常与频率控制的电机、压缩机等一起使用。因此当所述三相电机驱动器信号是脉冲宽度调制的PWM驱动器信号或者其它便于控制频率的脉冲信号时,得到本发明的一个特别优选的实施例。
当所述脉冲发生器PG包括被布置以将所述三相电机驱动器信号的脉冲信号,例如PWM信号,转换为大体上连续的信号的第一和第二脉冲转换部分C1、R5、C2、R6时,得到本发明的一个优选实施例。
根据本发明,为了克服例如光耦合器比脉冲调制的驱动器信号的窄脉冲反应慢的问题,或在比较脉冲调制的正弦曲线的绝对相位(implicit phase)中的困难,脉冲发生器优选地包括脉冲转换装置。
当所述方法包括一旦检测到所述第一脉冲事件FE1便启动计数器的步骤,且其中,一旦检测到所述第二脉冲事件FE2,便确定所述脉冲移位DT1为所述计数器的值,以及一旦检测到所述第三脉冲事件FE3,便确定所述脉冲周期DT2为所述计数器的值时,得到本发明的一个优选实施例。
由于本发明中计时优选地为相对的,可仅仅通过读取计数器值来确定脉冲移位和脉冲周期。计数器无需显示任何与实际时间、信号样本、频率等的关联,因为本发明仅使用计数器值的比值来检测相序。
本发明还涉及一种在相序检测器中使用的脉冲发生器PG,包括:
第一、第二和第三相输入L1、L2、L3;
第一和第二脉冲输出PL1L2、PL2L3
被布置以将所述第一、第二和第三相输入L1、L2、L3处的脉冲信号,例如PWM信号,转换为大体上连续的信号的第一和第二脉冲转换部分C1、R5、C2、R6;
布置在所述第一和第二相输入之间的第一比较器U1,其被布置以在所述第一脉冲输出PL1L2处形成脉冲列,所述脉冲列的脉冲指示所述第一相输入L1与所述第二相输入L2之间的相位差;和
布置在所述第二和第三相输入之间的第二比较器U2,其被布置以在所述第二脉冲输出PL2L3处形成脉冲列,所述脉冲列的脉冲指示所述第二相输入L2与所述第三相输入L3之间的相位差。
通过本发明,得到一个有助于三相信号相序检测的优选的脉冲发生器,该脉冲发生器尤其有益于脉冲相位,例如用于电机、压缩机等的脉冲调制的驱动器信号。
大体连续的信号指如类似正弦曲线的信号,但可能包括与剔除的脉冲相关的齿状杂波(spurs)、梯状杂波(steps)或其它伪差,只要对于相位信号L1、L2和L3中发生的脉冲的主要部分,伪差不包括从基线的快速上升或至基线的快速回落。
根据本发明的比较器优选地是光耦合器或光隔离电路,该光耦合器或光隔离电路采用在一个电路中表示电流或不同电势的光波去调制另一个电路中的电流,优选地通过响应第一电路中的不同电势的发光二极管,以及与其对应的第二电路中的光敏半导体开关电流流。适用于本发明的其它类型的比较器可以,例如包括诸如数字隔离器的其它电隔离设备,该数字隔离器采用如用于基于输入信号调制输出信号的电感或电容装置,或用于基于输入信号的电压或电流水平形成脉冲的非隔离组件。脉冲列可通过如下途径形成,例如当在第一电路中没有检测到正电势差时,拉升比较器,例如光耦合器,的输出,并且一旦检测到正电势差便使光耦合器降低输出。
当所述第一脉冲转换部分C1、R5被布置为第五电阻器R5和第一电容C1,其串联于串联的第一二极管D1的阴极及所述第一相输入L1和所述第二相输入L2之间,且与串联的电阻器R1和所述第一比较器U1相并联;且其中,所述第二信号转换部分C2、R6被布置为第六电阻器R6和第二电容C2,其串联于串联的第二二极管D2的阳极及所述第三相输入L3和所述第二相输入L2之间,且与串联的第二电阻器R2和所述第二比较器U2并联时,得到本发明的一个优选实施例。
当所述第一和第二比较器U1、U2包括光耦合器时,得到本发明的一个优选实施例。因此得到了通常的低压分析电路的电隔离和保护。
本发明还涉及一种用于与频率控制压缩机M一起使用的相序检测器,包括:
第一、第二和第三相输入L1、L2、L3,用于接收三相压缩机驱动器信号;
脉冲发生器PG,所述脉冲发生器PG连接至所述第一、第二和第三相输入;以及
脉冲分析器PA,所述脉冲分析器PA连接至所述脉冲发生器的第一和第二脉冲输出PL1L2、PL2L3
其中,将所述脉冲发生器PG布置在所述第一脉冲输出PL1L2处形成第一脉冲列以及在所述第二脉冲输出PL2L3处形成第二脉冲列,所述第一脉冲列的脉冲指示所述第一相输入L1与所述第二相输入L2之间的相位差;所述第二脉冲列的脉冲指示所述第二相输入L2和所述第三相输入L3之间的相位差;以及
其中,安排信号分析器PA被布置以形成脉冲移位比值,所述脉冲移位比值表示所述第一和第二脉冲输出的脉冲移位DT1与脉冲周期DT2,并所述脉冲移位比值,确定在所述第一、第二和第三相输入L1、L2、L3处接收到的信号的相序。
通过本发明,得到一种优选的相序检测器,该相序检测器甚至可以为变频、脉冲调制的驱动器信号高效快速地确定相序,而不要求具体频率的预先或附加信息、或具体频率的任何直接测量。
当所述信号分析器PA包括计数器,且其中所述信号分析器被布置为一旦检测到所述第一或第二脉冲列之一的第一脉冲事件FE1,例如下降沿,便启动所述计数器;一旦检测到所述第一或第二脉冲列之一的第二脉冲事件FE2便确定所述脉冲移位DT1为所述计数器的值;且一旦检测到所述第一或第二脉冲列之一的第三脉冲事件FE3便确定所述脉冲周期DT2为所述计数器的值时,得到本发明的一个优选实施例。
由于本发明中的计时优选地为相对的,可仅仅通过读取计数器值来确定脉冲移位和脉冲周期。所述计数器无需显示任何与实际时间、信号样本、频率等的关联,因为本发明仅使用计数器值的比值来检测相序。
当所述脉冲发生器PG包括被布置以将所述三相压缩机驱动器信号的脉冲信号,例如PWM信号,转换为大体上连续的信号的第一和第二脉冲转换部分C1、R5、C2、R6时,得到本发明的一个优选实施例。
根据本发明,为了克服例如光耦合器比脉冲调制的驱动器信号的窄脉冲反应慢的问题,或在比较脉冲调制的正弦曲线的绝对相位(implicit phase)中的困难,所述脉冲发生器优选地包括脉冲转换装置。
本发明还涉及一种与三相脉冲调制的驱动器信号一起使用的相移指示脉冲发生方法,包括步骤:
接收第一、第二和三相位L1、L2、L3;
将任意脉冲调制的相位L1、L2、L3转换为大体连续的信号;
形成第一脉冲列PL1L2,所述第一脉冲序列PL1L2具有指示所述第一相位L1和所述第二相位L2之间的相位差的脉冲;和
形成第二脉冲列PL2L3,所述第二脉冲列PL2L3具有指示所述第二相位L2和所述第三相位L3之间的相位差的脉冲。
本发明提供了一种用于形成指示三个相位的相位差的脉冲列的优选方法,所述三个相位如常用于频率控制电机、压缩机等中的一样,是脉冲调制的且可能具有可变的频率。
附图说明
以下将参照附图,描述本发明,其中,
图1是本发明的一个实施例的整体框图,
图2示出用于非脉冲电源信号的脉冲发生器的一个实施例,
图3示出如图2中的实施例中出现的信号,
图4示出脉冲宽度调制的电源信号,
图5示出根据本发明的用于脉冲电源信号的脉冲发生器的一个实施例,
图6示出具有正确相序的三相PWM电源信号,
图7示出基于图6的PWM电源信号,根据本发明由脉冲发生器产生的脉冲,
图8是根据本发明的说明了相序检测的基本实施例的流程图,
图9示出压缩机和相序检测器的正确连接方式,
图10–13示出压缩机和相序检测器的各种故障连接方式,
图14示出具有错误相序的三相PWM电源信号,
图15–18示出在图10–13的故障连接条件下,根据本发明由脉冲发生器产生的脉冲,以及
图19是根据本发明的说明了相序检测的更先进的实施例的流程图。
具体实施方式
图1示出本发明的一个实施例的框图。图1包括由三相交流电源驱动的电压缩机M或其它电动机,所述三相交流电源包括互有120度相位差的三个相位L1、L2、L3。为了本说明书和示例,假设配置压缩机M使得相位L2比相位L1延迟120度,以及相位L3比相位L1延迟240度,得到正确相序L1–L2–L3。然而,任何相序标准和相位命名惯例都在本发明范围之内,因此当本说明书提及正确、错误或相反的相序,L1、L2和L3等时,技术人员将可以将此应用于特定的情况、命名方案和要求。
图1还包括相序检测器,所述相序检测器包括脉冲发生器PG和脉冲分析器PA。所述脉冲发生器PG有三个相位输入L1、L2、L3来接收与压缩机M相同的三个相位,并且其有两个脉冲输出PL1L2和PL2L3,所述两个脉冲输出连接至脉冲分析器的输入。脉冲信号PL1L2包括指示相位L1与L2之间相位差的脉冲,脉冲信号PL2L3包括指示相位L2与L3之间相位差的脉冲。
脉冲分析器PA分析上述两个脉冲信号,并基于三个相位输入L1、L2、L3的相序来确定。它可,例如利用分析器输出信号AOS输出警报、信息信号、继电器控制信号等,或者它可包括显示器、发光二极管,或其它用于直接指示分析结果的装置。一个优选实施例中,脉冲分析器还可以简单地基于上述两个脉冲信号PL1L2和PL2L3来确定三个电源相位的缺相信息或其它异常信息。
图2示出用于非脉冲电源相位的脉冲发生器PG的一个实施例。它包括第一相输入L1,第一相输入L1经由第一二极管D1和第一电阻器R1连接至第一光耦合器U1的二极管连接处。第一光耦合器U1的另一二极管连接处连接至第二相输入L2。第一光耦合器U1的集电极连接处经由第三电阻器R3连接至直流电源DC,U1的发射极连接处接地。第一光耦合器U1的集电极连接处也是脉冲输出PL1L2
图2的脉冲发生器还包括第二光耦合器U2,其中二极管连接处也连接至第二相输入L2,且另一二极管连接处通过第二电阻器R2和第二二极管D2连接至第三相输入L3。除U2的集电极是第二脉冲输出PL2L3之外,第二光耦合器U2的集电极和发射极连接处与第一光耦合器U1相似地连接。
当第一相输入L1处的瞬时电压大于第二相输入L2处的瞬时电压时,电流流过第一二极管D1和第一光耦合器U1,致使光耦合器U1将脉冲输出PL1L2接地,否则其由直流电源和R3拉升至+5V。换句话说,每次L1的瞬时电压低于L2的瞬时电压,PL1L2升高,因此PL1L2变得包含指示相位L1和L2之间关系的脉冲。
相似地,每次L2的瞬时电压低于L3的瞬时电压,PL2L3升高,因此PL2L3变得包含指示相位L2和L3之间关系的脉冲。
图3中进一步对此进行了说明,其中的上图在水平时间轴上示出三个相位L1、L2和L3,其具有沿纵轴表示的瞬时电压电平。如图中所示,三个相位都具有20ms的周期,对应50Hz的频率,且相序是L1–L2–L3。
图3中的相位图之下,是由根据图2的脉冲发生器PG形成的脉冲信号PL1L2的图。水平轴表示与上图相同尺度的时间,纵轴指示了电压电平0和+5V。利用虚的、垂直参考线T2、T4、T6和T8,可见当L2的电平大于L1的电平时,脉冲信号PL1L2高,即为+5V。
相似地,图3中的下图示出图2的脉冲发生器的脉冲信号PL2L3,且由虚线T1、T3、T5和T7参考可见,当L3的电平大于L2的电平时,脉冲信号PL2L3高。
应注意本发明范围内的脉冲发生器可使用不同类型的比较器组件或电路代替光耦合器。所述比较器应当适于将两个相位相比较,以检测什么时候一个相位比另一个的电压高。适合的替代选择可以,例如包括如采用用于从隔离的输入到输出传输的电感或电容机制的数字隔离器,或如基于晶体管的非隔离的比较器电路或组件。
图4包括脉冲的输入相位的示例的图,在此示例中脉冲宽度调制的信号与图3图中示出的正弦波信号相对应。采用脉冲电源信号来驱动例如压缩机,是控制电机速度的普通和有利的方式。图4中的上图示出与图3中有相同时间尺度的50Hz正弦波相位L1,且连同一起也示出了表示为PWM L1的脉冲宽度调制型。可以看出,对每个正弦波型的零转换,PWM型包括若干脉冲,及由此的若干零转换。PWM电源信号中脉冲的数量和相反地相关的宽度是脉冲宽度调制的参数。在上述示例中,选择非常粗糙的脉冲宽度调制,即具有低的开关频率,以便形成可视地易于理解的PWM脉冲,即每周期只有很少脉冲,但是在真实系统中通常会使用高得多的开关频率,且因此会产生每周期的大得多的脉冲数,因为开关频率与平滑的正弦波用PWM信号表示的分辨率相关。应注意,适合于输电和驱动电机类的消耗装置,例如压缩机,的任何PWM脉冲密度和其它脉冲调制技术都在本发明范围之内。
图4的其它两个图与上述的L1类似,示出相位L2和L3的正弦型和PWM型。可以看到,三个相位的PWM电源信号相同,只是随着正弦波移了120度。
现有技术相序检测器的问题之一可以通过尝试为如图2所示的脉冲发生器的输入相位L1、L2和L3使用图4示出的PWM电源信号来理解。预期对于每个正弦周期包含一个脉冲的输出脉冲信号PL1L2和PL2L3,现在将对于每个PWM脉冲包含一个周期,即与PWM开关频率而非交流电源信号频率相关,或者如果上述开关频率太高以至于光耦合器无法相应地开关,脉冲信号PL1L2和PL2L3将简单地不含任何脉冲,或只当例如L1和L2的相邻波前之间有足够的时间以留给光耦合器时间去开关时包含脉冲。
图5示出根据本发明的脉冲发生器的一个实施例。它包括对于例如来自PWM电机驱动器的脉冲相位L1、L2和L3的,可用于图1中所示的根据本发明的一个实施例的相序检测器的脉冲发生器PG。
与图2的脉冲发生器相比,图5的实施例包括第一和第二脉冲变换部分,该变换部分包括在相位输入L1与L2之间串联的第五电阻器R5和第一电容C1,以及在相位输入L2与L3之间串联的第六电阻器R6和第二电容C2。
每次L1的电平大于L2的电平的时候,这对于脉冲相位意味着每次L1高而L2低的时候,第一电容至少部分地充电。每当L1低时,充入的电量会通过光耦合器放电。采用合适的电阻器和电容值,根据本发明可以得到这样的电路,该电路中只要短间隔内L1仅低于L2时,电容维持电流通过光耦合器,且因此维持PL1L2接地,但是当信号发展到L2普遍比L1高的时候完全放电。换句话说,在相对高频,例如通常在1kHz以上,产生的脉冲被转换,以使从光耦合器U1和U2的二极管看到的形成的相位信号与在相对低频,例如通常20-200Hz,仅通过基线的连续的相位信号相似,基线通常由零电势定义。根据本发明,形成的信号优先是类似正弦曲线,但可包含与剔除的脉冲相关的齿状杂波、梯状杂波或其它伪差,只要对于相位信号L1、L2和L3中发生的脉冲的主要部分,伪差不包括从基线的快速上升或至基线的快速回落。因此根据图5的实施例的脉冲发生器PG即使对于脉动电源信号,例如PWM相位,也能够产生有分别指示L1和L2、及L2和L3之间相位关系的脉冲的输出脉冲信号PL1L2和PL2L3
对于图5的脉冲发生器的优选实施例的合适的值的示例包括:
D1、D2:Vf=0.7V的硅二极管,例如1N40007
R1、R2:300kΩ
R5、R6:1kΩ
C1、C2:3.3nF
U1、U2:例如HCPL2731
R3、R4:100kΩ
技术人员将认识到其它值的组合,也或者代替地,在一些系统中适合,且在本发明范围内,并且认识到上述值可在本发明范围内根据开关频率、交流频率、电压等优化。进一步地,技术人员将认识到普通的附加电路部分,或替代地,基本的普通功能设计都可在本发明范围内实施,所述附加电路部件用于例如退耦、噪声抑制、电磁兼容(EMC)、稳定性、过载保护、滤波等,所述基本的普通功能设计如当L1高于L2时而并非相反的情况时通过拉升PL1L2翻转(flipping)脉冲、组件的再排列或分割等。
如上所述,具有适用于比较两个相位,并相应地形成输出的其它比较器的光耦合器的替代,例如其它隔离组件,如数字隔离器,或非隔离组件诸如晶体管比较器,在本发明范围之内。
本发明的再一个方面注重脉冲分析器PA内部的逻辑,所述脉冲分析器的逻辑解译从脉冲发生器PG输出的脉冲信号PL1L2和PL2L3,以便校验三个输入相位都被连接且顺序正确。如上所述,会有这样一个问题,当使用利用频率变化来有效控制电机、压缩机等的当代电机驱动器时,现有技术相序检测器或者依赖固定相位频率,因为它们有着固定的两个相位之间的时间差,如20ms,以便校验相序,或者它们需要使用附加处理能力来计算相位的实际频率以便能够设定在相序校验中使用的正确的相位差。
本发明的一个优选实施例采用新颖的方法来确定相序和测试其它相位相关错误,例如缺相。现将参照图6–11描述该优选方法。
图6示出正确相序的三个输入相位,即在此示例中L1–L2–L3。对相位进行脉冲宽度调制,因为这是电机驱动器建立对频率的控制,且因此控制电机速度的普通及有效的方式。上方图示出具有1kHz的开关频率的脉冲宽度调制的输入相位PWM L1的40ms,可以说表示了虚线示出的50Hz正弦波相位SINE L1的2个周期。图6的中间图和下图与上方图相对应,但是表示正弦波相位L2和L3,L2和L3已经分别相移了120度和240度,在这个频率分别对应相移约6.67ms和13.33ms。换句话说,示出的三个相位L1、L2和L3对应于普通的50Hz的三相交流电源信号。本示例选择50Hz的频率因为它与上述图3和4中的示例相对应,但是如上所述,当从相序检测器来看,电源信号频率变化且因此未知的时候,本发明的方法尤其有用和有益。在本发明范围内,下面描述的方法可在变化的驱动器频率下使用,例如普通方法中频率在20Hz-200Hz之间变化。本示例中采用的1kHz的开关频率对于本发明范围内的许多真实的实施例而言相对低,但是为了描述清晰,已选择了低的示例值。任何开关频率,例如在1kHz-50kHz的通常范围内,以及更低或甚至更高的开关频率,在本发明范围之内。
借助脉冲发生器PG,如参照图5上文描述的优选实施例,图6所示的三个PWM相位产生了图7所示的脉冲信号PL1L2和PL2L3。上方图示出指示相位L1和L2之间相位差的脉冲信号PL1L2,下方图示出指示相位L2和L3之间相位差的脉冲信号PL2L3。调整图的比例以便与图6的时间尺度相对应,通过比较图6和图7可以看出,PL1L2包含上升沿,该上升沿在L2正弦显示的电平开始在L1正弦显示的电平之上的点处,或者换句话说,L2的上升的工作循环越过L1的下降的工作循环的点处。相似地,PL1L2包含下降沿FE2,该下降沿在情形翻转、D2的工作循环下降到L1的工作循环之下的点处。通过比较相位L2和L3,从表示PL2L3的图7的下方图可以看出同样的情形。
根据本发明的一个优选实施例,通过检测两个脉冲信号中的任意一个的下降沿,可能像负中断一样实施,和执行以下分析,来分析上述两个脉冲信号:
1.PL2L3的一个下降沿启动分析,如图7的示例中的下降沿FE1。
2.独立于出现其中的脉冲信号,检测到接下来的两个下降沿,即图7的示例中的下降沿FE2和FE3。
3.计算第一二下降沿,即示例中的FE1和FE2,之间的时间DT1,所占第一和第三下降沿,即示例中的FE1和FE3,之间的时间DT2的百分比。换句话说,计算图7的示例中的DT1/DT2的比值。
4.如图7所示,比值DT1/DT2是2/3,即约66.7%。这意味着相序是正确的。
通过图8中的流程图,更加详细地阐述根据本发明的确定相序的有利方法的一个基本实施例。
重复决定801,直到在PL2L3中检测到下降沿。当检测到下降沿,在步骤802启动计数器,以便确定到下一个下降沿的时间。在步骤803中,如果在PL1L2和PL2L3的任意之一中已检测到下降沿,记录计数器值,并且也重复此步骤直到由决定804确定已经存储了两个下降沿的计数器值。
当已检测到全部三个下降沿时,即PL2L3中的触发沿(triggering edge),如图7中的FE1,和对其记录了计数器值的另外两个下降沿,如图7中的FE2和FE3,决定步骤805将由图7中的DT1和DT2表示的第一和第二记录的计数器值的比值与2/3,即约0.667或66.7%,相比较。优选地,执行决定步骤805以允许预定公差,以便避免例如细小变化或低计数器精度导致假错误检测。可设定公差为例如+/-0.08,即+/-8百分点。
如果决定步骤805的结果是上述比值确实在2/3的可接受范围内,形成最终结果806,即提供的相位L1、L2和L3的顺序是正确的。
如果步骤805的结果是不成立,在步骤807中DT1/DT2的比值代替地与1/3,即约0.333或33.3%,相比,优选地有容许的公差,如+/-0.08。如果此情形成立,形成最终结果808,即提供的相位的顺序是错误的,这意味着相位循环逆运行:L3–L2–L1。
如果比值DT1/DT2既不是1/3,也不是2/3,可确定连接的相位可能有些除了错误相序之外的错误,导致最终结果809。
应注意,本发明范围内的算法可变为由检测PL1L2而非PL2L3中的下降沿来启动,在该情况下33.3%的比值表示正确的顺序,或变为监视上升沿或其它特征或导出值,所述上升沿或其它特征或导出值可以用来表示脉冲信号的脉冲或其它3相位之间相位差的指示特征。
本发明范围内的上述计数器可以是用于建立顺序差的显示的任何适合的设备和装置。不是必须测量例如以毫秒为单位的绝对时间,但也可改为简单地对时钟报时信号或其它相对规律地出现的事件计数,或者,如果已经对脉冲信号采样,仅对样本计数,因为对本发明的方法而言简单地确定两个时间间隔之间的比值已经足够。没有必要得到实际的时间差,尽管这样的实施例也在本发明范围内。注意,通过仅依赖于将比值相比较,本发明的成功之处在于不必知道或测量信号频率,也不依靠将信号频率固定。换句话说,本发明可以确定由变频电机驱动器形成的相位的相序错误。
优选地在相位开始运转之后很快执行本发明用于检测相序的方法,至少当在电机保护操作中使用该方法时,优选地在电机中的力已经变强足以损坏电机组件或连接的机器之前,所述在电机保护应用中检测到错误通常会造成电机停止运转。在一个实施例中,在一个小延迟之后执行了相序检测,所述小延迟长得足以使电机驱动器频率稳定,但又足够短,短到如果检测到错误状态有时间在电机损坏之前将其关闭。在一些操作中,合适延迟的一个示例是例如50ms。反之,在一些实施例中,压缩机没时间启动非常重要,以便使相序检测器不被由压缩机产生的任何幻象相位所混淆。
进一步地,在一些实施例中,每次启动时仅可执行一次或少数几次本发明的方法,因为最可能的错误状态与简单地将相位本身错误连接,例如连接顺序错误,或者连接不良或无连接相关。因此,当最初已经确定所有都运行正常时,在本发明的一些实施例中,认为可以接受关闭相序检测器以对于例如其它监视任务,释放处理能力。在本发明的其它实施例中,认为保持相序检测算法一直运行是有意义的,以便例如检测脉冲发生器是否在使用期间从电机断开。
图9-13示出将三个相位L1、L2、L3连接至三个电机终端M1、M2、M3和三个脉冲发生器终端PG1、PG2、PG3的几种可行的方式。图9示出与图1的实施例相对应的正确连接,其中电机和脉冲发生器都通过所有的三个终端彼此相连接,并且将所有的三个终端与相对应的相位连接。电机或压缩机将运行良好,脉冲发生器PG将能够产生图7中所示和前文描述的脉冲列,并且当如上所述地经历图8的流程图时,脉冲分析器PA将确定DT1/DT2-比值约为66.7%,产生肯定的结果。
图10示出连接相位的错误方式,其中两个相位已经被交换,ER1,所以已经将电机终端M2连接至相位L3,将电机终端M3连接至相位L2。参照图8的步骤807,如上所述,三相系统中任何两个相位被交换的事件将导致从电机M看到的与预期相反的相序,即在本示例中L3–L2–L1。在图10中,相序检测器也以与电机同样的方式接收交换的相位,这非常可取,因为相序检测器应当为压缩机确定任何故障。换句话说,在一个优选实施例中,布置相序检测器、或至少其中的脉冲发生器部分,与电机或压缩机如此相对应,这样它们不可能以不同的方式与相位连接。
为了说明在采用了错误相序的图10的情况下的相位和脉冲信号,提供了图14和15。图14在所有相关细节上都与图6相对应,除了在图14中是相位L3移了120度,相位L2移了240度。换句话说,图14示出三个以错误顺序L1–L3–L2出现的脉冲宽度调制的相位。
图15示出利用脉冲发生器PG,例如参照图5上述的优选实施例,从图14所示的三个PWM相位形成的脉冲信号PL1L2和PL2L3。图中细节与上述的图7的细节相对应,除了它们现在表示错误的相序。
根据本发明的一个优选实施例,通过检测两个脉冲信号中的任意一个的下降沿,可能像负中断一样实施,并执行以下分析步骤来分析上述两个脉冲信号:
1.PL2L3的一个下降沿启动分析,如图15的示例中的下降沿FE1。
2.独立于出现其中的脉冲信号,检测到接下来的两个下降沿,即图15的示例中的下降沿FE2和FE3。
3.计算第一和二下降沿,即示例中的FE1和FE2,之间的时间DT1,所占第一和第三下降沿,即示例中的FE1和FE3之间的时间DT2的百分比。换句话说,计算图15的示例中的DT1/DT2的比值。
4.如图15所示,比值DT1/DT2是1/3,即约33.3%。这意味着相序与预期相反,即两个相位已经被交换。
应注意一旦检测到信号PL1L2中的下降沿或其它易于检测到的事件,替代实施例可启动上述分析,在这种情况下相反顺序的比值将约为66.7%(对于正确的顺序,约33.3%)。
图11中示出了不同的故障状态,其中错误ER2指示脉冲发生器终端之一PG3已从相应的压缩机终端M3断开,或者线断了或诸如此类。
当脉冲发生器终端3未连接时,可从图5中和上文描述的脉冲发生器的优选实施例看出,将不会有电流通过第二光耦合器U2,接着PL2L3输出不会有脉冲出现,如图16所示。在由PL2L3脉冲列的下降沿触发测量的上述脉冲分析器实施例中,该信号中没有脉冲将不会启动分析。优选地执行超时功能,如果等待超时,该超时功能可以使相序发生器确定脉冲发生器可能已缺失相位L3。在信号PL1L2中的事件触发分析的一个替代实施例中,在PL1L2的第一下降沿开始分析,但是由于在其它信号,PL2L3,中识别不到信号边沿时,检测到的第二和第三下降沿将与信号PL1L2的第二和第三脉冲相关联。这使得比值为50%,一个优选实施例的相序检测器可将其识别为错误状态。如果基于PL2L3-脉冲的触发分析的实施例中替代为第一终端PG1未连接,情形相同。
即使在图11所示的情况中,当正确连接时压缩机M会运行良好,检测错误情况也是有利的,以便通知操作人员直到被正确重新连接前相序检测器都无法工作。换句话说,直到此连接重新建立之前压缩机都没有对于相序错误的安全措施。
图12仍示出另一个错误状态ER3,具体地为,压缩机终端3、由此也是脉冲发生器终端3的缺失相位。但是与图11中的情况相反,脉冲发生器终端都没有不连接,因此无论如何通常可以在两个输出端都形成脉冲,因为对大多数电机构造而言,来自两个保留相位的电流将流过电机的第三部分。图17示出了一个可能的输出。因为在此示例中是相位L3缺失了,信号PL1L2将继续像平常一样,当相位L1高于相位L2时PL1L2变低来工作。但是现在对于信号PL2L3,当相位L2高于相位L1时(而非缺失的L3),此脉冲列变低。因此,当这两个脉冲列具有相同的指标,仅符号相反,它们的信号边沿将同时出现,但是方向相反。
如图17中显而易见的,当分析这些信号时,脉冲分析器将达到50%的DT1/DT2比值,因此指示故障。
图13中还示出了一个替代的连接故障ER4,其中相位L2没有连接至压缩机,因此优选地也没有连接至脉冲发生器。因为脉冲发生器,例如在图5中示出的实施例中,有效地在两个光耦合器处做出相同的判断,即不论相位L1是否高于相位L3,两个脉冲列都变得一样,如图18所示。依照执行下降沿检测的准确度,脉冲分析器会在一个时间对第一下降沿FE1计数,在同时、在第二时间对两个下降沿FE2、FE3计数,因此使得DT1和DT2相同,比值为100%。替代地,分析器可同时对两个信号边沿进行第一次计数,然后等待一段时间对第三个信号边沿计数,这将使DT1实际上为零长度,因此DT1/DT2比值为0%。因此两个实施例会给出独特的比值,该比值在上述的其他情形中没有出现过,且因此有助于检测错误。在一个实施例中,脉冲分析器会无法检测两个同时发生的脉冲,它将会犹如脉冲列其中之一简单地不存在一样工作,因此导致如上所述50%的比值。这也会清楚地指示错误,尽管与具体信息不符合。
与图11中的情形相似,但是脉冲发生器终端2PG2未连接,结果会与参照图13描述的结果相似,即脉冲列变得相同。
在本发明的一个优选实施例中,分析DT1/DT2比值来得到比是否存在故障更多的信息。在一个使用如图5中示出的脉冲发生器和参照图8描述的脉冲分析器的实施例中,即其中比值取决于下降沿,且由PL2L3-信号的下降沿触发,根据表1会得出信息:
表1
图19中的流程图详细说明了一个根据本发明确定相序和错误的有利方法的优选实施例。图19的流程图的主要流程和结果与上述图8的相同,但是图19中的流程图以更多错误检测子算法得到了加强,能够确定错误相序之外的,例如根据上表1的,故障种类。
优选地,当压缩机的电源接通时启动上述算法。这通过两个脉冲信号PL1L2和PL2L3中任意一个中出现脉冲容易地检测,但是其它任何操作,例如从电机驱动器信号给相序检测器通电,在本发明范围之内。
分析启动之后,如果下降沿出现在PL2L3中,确定决定801。与图8相比第一个附加步骤是在决定910中监视计数器来确定什么时候推断PL2L3中缺失的下降沿意味出现问题。在一个优选实施例中,超时基于最低的可能频率,与增加的一些附加时间,例如对于最低驱动频率为20Hz的电机驱动器,超时可优选地设定为20Hz的周期时间,即50ms,以及如10ms的公差,结果是60ms的超时值。在又一实施例中,例如当最低驱动频率未知时,可将超时简单地设定为相对高的值,例如100ms或200ms。
如果在检测到PL2L3中的任一下降沿之前出现超时,在步骤911中推断应当连接至相位L3的脉冲发生器终端可能参照图11如上所述地是未连接的,且相序检测器可相应地输出错误状态。
参照图8如上所述地,在步骤803中,如果在PL1L2和PL2L3中的任意之一检测到下降沿,记录计数器值,并且重复此步骤,直到由决定步骤804确定已经存储了两个下降沿的计数器值。
在一个替代实施例中,当检测第二和第三个信号边沿时,采用超时决定步骤,因此要求信号边沿检测步骤从PL2L3中的一个开始,在一个超时间隔内去检测3个下降沿。但是,如果超时出现,可能会有比结果911指示的更多的原因。在此实施例中,也可优选地使用在步骤802中启动的相同的计数器,用于确定超时发生的时间。那样,超时值应当用时钟时间、样本、毫秒或与其它单位来确定,这些单位与所述计数器相关的测量的单位可比。
在一个替代实施例中,任意下降沿的检测触发计数器的启动等,且根据第一次检测的下降沿发生在哪个脉冲信号上,来改变在步骤805和807中用以比较的比值。
在图19的流程图的主要流程中,本发明的一个实施例可在决定步骤805之前有附加步骤来核实在PL1L2中至少检测出一个下降沿,如果不是,断定L1缺失。因此可忽视所有的比值比较,并可显示指示脉冲发生器可能缺失L1的故障。
此实施例中的比值比较步骤805和807,以及相应的比较成功的结果步骤806和808,分别与以上参照图8所述的实施例的对应步骤相同。但是,如果脉冲延迟比值DT1/DT2既不相当于约三分之一,也不相当于约三分之二,本实施例会继续进一步分析确定的比值。
在决定步骤912中,如果脉冲延迟比值在公差内为50%,指示结果913,即最可能意味着压缩机既没有连接至L1也没连接至L3,或者脉冲发生器没连接至L1的故障状态。上文中参照图11、12和17详细描述了其原因。
如果两个脉冲列大约相同,即具有约0%或100%的脉冲延迟比值,对决定步骤914进行测试。如上文参照图13所述地,根据结果步骤915这通常会意味着或者压缩机的或者仅是脉冲发生器的相位L2缺失。应注意,也如上提及的,如果执行脉冲分析器不能够检测两个同时发生的脉冲,这两个相同的脉冲列在L2缺失的情况下,从脉冲分析器来看犹如脉冲列其中之一简单地不存在,因此导致50%的比值。因为这是一设计问题,且因此在运行时间已知的选择的执行,这会简单地意味着如果到达结果步骤913,如果与执行相关的话,可能的故障列表应增加L2的缺失。
如果确定的DT1/DT2比值没有造成任何一个决定步骤的肯定决定,脉冲分析会终止于一般错误结果909。
注意,以上参照图8的实施例所述的替代实施例和变化也在本发明范围内适用于图19的实施例。
将图8的基本方法与参照图19描述的、或图19示出的仅一个或若干附加步骤相结合的替代实施例,或者上文提及的其它替代实施例在本发明范围之内。
在本发明的一个替代实施例中,相序检测方法包括一个附加步骤,优选地作为本方法的开始步骤之一执行,由此分析接收到的脉冲信号来确定是否用于形成脉冲信号的相位之一是所谓的幻象相位,即缺失了驱动器的相应的相位之后由运行的电机产生或保持的相位。如果检测到幻象相位,优选地相序检测方法应将检测到的幻象相位视为缺失相位,并相应地通知错误情况。包含幻象相位过滤器的脉冲发生器PG可便于幻象相位检测。

Claims (15)

1.一种用于确定三相电机驱动器信号中的相序的相序检测方法,所述相序检测方法包括步骤:
接收第一脉冲列(PL1L2),所述第一脉冲列的脉冲指示第一相位(L1)和第二相位(L2)之间的相位差;
接收第二脉冲列(PL2L3),所述第二脉冲列的脉冲指示第二相位(L2)和第三相位(L3)之间的相位差;
确定脉冲移位比值,所述脉冲移位比值表示所述第一和第二脉冲列的脉冲移位(DT1)对脉冲周期(DT2)的比值;以及
基于所述脉冲移位比值,确定所述三相电机驱动器信号的所述相序。
2.根据权利要求1所述的相序检测方法,其特征在于,确定所述脉冲移位比值和确定所述相序的所述步骤由以下步骤得到:
确定第一时间性差异(DT1),所述第一时间性差异(DT1)表示所述第一或第二脉冲列中之一的第一脉冲事件(FE1)与所述第一或第二脉冲列中之一的第二脉冲事件(FE2)之间的相对时间;
确定第二时间性差异(DT2),所述第二时间性差异(DT2)表示所述第一脉冲事件(FE1)与所述第一或第二脉冲列中之一的第三脉冲事件(FE3)之间的相对时间;
当所述第一脉冲事件(FE1)发生于所述第一脉冲列(PL1L2)中时,在预定公差之内所述第一时间性差异(DT1)相当于所述第二时间性差异(DT2)的三分之一的时候,或当所述第一脉冲事件(FE1)发生于所述第二脉冲列(PL2L3)中时,在预定公差内所述第一时间性差异(DT1)相当于所述第二时间性差异(DT2)的三分之二的时候,确定所述三相电机驱动器信号的所述相序为第一–第二–第三相位。
3.根据权利要求1或2所述的相序检测方法,其特征在于,所述方法还包括至少以下步骤之一:
当在预定公差内所述第一时间性差异(DT1)相当于所述第二时间性差异(DT2)的二分之一时,确定所述第一相位(L1)或所述第三相位(L3)的缺相;
当在预定公差内所述第一时间性差异(DT1)相当于0或与所述第二时间性差异(DT2)相等时,确定所述第二相位(L2)的缺相。
4.根据权利要求1至3中任意之一所述的相序检测方法,其特征在于,所述方法包括基于所述三相电机驱动器信号的所述第一相位(L1)、第二相位(L2)和第三相位(L3),使得脉冲发生器(PG)形成所述第一脉冲列(PL1L2)和所述第二脉冲列(PL2L3)的步骤;且其中,所述方法还包括至少以下步骤之一:
当在预先确定的超时时间内,例如60ms内,或在所述脉冲列(PL1L2、PL2L3)的第一、第二和第三脉冲事件(FE1、FE2、FE3)之中,在所述第一脉冲列(PL1L2)中没有检测到脉冲事件时,确定所述脉冲发生器(PG)没有连接至所述第一相位(L1);
当在预先确定的超时时间内,例如60ms内,或者在所述第一、第二和第三脉冲事件(FE1、FE2、FE3)之中,在所述第二脉冲列(PL2L3)中没有检测到脉冲事件时,确定所述脉冲发生器(PG)没有连接至所述第三相位(L3)。
5.根据权利要求1-4中任意之一所述的相序检测方法,其特征在于,所述三相电机驱动器信号是变频驱动器信号。
6.根据权利要求1-5中任意之一所述的相序检测方法,其特征在于,所述三相电机驱动器信号是脉冲宽度调制的PWM驱动器信号。
7.根据权利要求4-6中任意之一所述的相序检测方法,其特征在于,所述脉冲发生器(PG)包括第一和第二脉冲转换部分(C1、R5、C2、R6),所述第一和第二脉冲转换部分(C1、R5、C2、R6)被布置以将所述三相电机驱动器信号的脉冲信号,例如PWM信号,转换为大体上连续的信号。
8.根据权利要求2-7中任意之一所述的相序检测方法,其特征在于,所述方法包括一旦检测到所述第一脉冲事件(FE1)便启动计数器的步骤,且其中,一旦检测到所述第二脉冲事件(FE2),便确定所述脉冲移位(DT1)为所述计数器的值,以及一旦检测到所述第三脉冲事件(FE3),便确定所述脉冲周期(DT2)为所述计数器的值。
9.一种在相序检测器中使用的脉冲发生器(PG),包括:
第一、第二和第三相输入(L1、L2、L3);
第一和第二脉冲输出(PL1L2、PL2L3);
第一和第二脉冲转换部分(C1、R5、C2、R6),所述第一和第二脉冲转换部分(C1、R5、C2、R6)被布置以将所述第一、第二和第三相输入(L1、L2、L3)的脉冲信号,例如PWM信号,转换为大体上连续的信号;
布置在所述第一和第二相输入之间的第一比较器(U1),其被布置以在所述第一脉冲输出(PL1L2)处形成脉冲列,所述脉冲列的脉冲指示所述第一相输入(L1)与所述第二相输入(L2)之间的相位差;和
布置在所述第二和第三相输入之间的第二比较器(U2),其被布置以在所述第二脉冲输出(PL2L3)处形成脉冲列,所述脉冲列的脉冲指示所述第二相输入(L2)与所述第三相输入(L3)之间的相位差。
10.根据权利要求9所述的脉冲发生器,其特征在于,所述第一脉冲转换部分(C1、R5)被布置为第五电阻器(R5)和第一电容(C1),其串联于串联的第一二极管(D1)的阴极及所述第一相输入(L1)和所述第二相输入(L2)之间,且与串联的电阻器(R1)和所述第一比较器(U1)相并联;且其中,
所述第二信号转换部分(C2、R6)被布置为第六电阻器(R6)和第二电容(C2),其串联于串联的第二二极管(D2)的阳极与所述第三相输入(L3)和所述第二相输入(L2)之间,且与串联的第二电阻器(R2)和所述第二比较器(U2)并联。
11.根据权利要求9或10所述的脉冲发生器,其特征在于,所述第一和第二比较器(U1、U2)包括光耦合器。
12.一种用于与频率控制压缩机(M)一起使用的相序检测器,包括:
第一、第二和第三相输入(L1、L2、L3),用于接收三相压缩机驱动器信号;
脉冲发生器(PG),所述脉冲发生器(PG)连接至所述第一、第二和第三相输入;以及
脉冲分析器(PA),所述脉冲分析器(PA)连接至所述脉冲发生器的第一和第二脉冲输出(PL1L2、PL2L3);
其中,所述脉冲发生器(PG)被布置以在所述第一脉冲输出(PL1L2)处形成第一脉冲列以及在所述第二脉冲输出(PL2L3)处形成第二脉冲列,所述第一脉冲列的脉冲指示所述第一相输入(L1)与所述第二相输入(L2)之间的相位差;所述第二脉冲列的脉冲指示所述第二相输入(L2)和所述第三相输入(L3)之间的相位差;以及
其中,所述信号分析器(PA)被布置以形成脉冲移位比值,所述脉冲移位比值表示所述第一和第二脉冲输出的脉冲移位(DT1)与脉冲周期(DT2)的比值,并基于所述脉冲移位比值,来确定在所述第一、第二和第三相输入(L1、L2、L3)处接收到的信号的相序。
13.根据权利要求12所述的相序检测器,其特征在于,所述信号分析器(PA)包括计数器,且其中所述信号分析器被布置以一旦检测到所述第一或第二脉冲列之一的第一脉冲事件(FE1),例如下降沿,便启动所述计数器;以及一旦检测到所述第一或第二脉冲列之一的第二脉冲事件(FE2)便确定所述脉冲移位(DT1)为所述计数器的值;以及一旦检测到所述第一或第二脉冲列之一的第三脉冲事件(FE3)便确定所述脉冲周期(DT2)为所述计数器的值。
14.根据权利要求12或13所述的相序检测器,其特征在于,所述脉冲发生器(PG)包括第一和第二脉冲转换部分(C1、R5、C2、R6),所述第一和第二脉冲转换部分(C1、R5、C2、R6)被布置以将所述三相压缩机驱动器信号的脉冲信号,例如PWM信号,转换为大体上连续的信号。
15.一种使用三相脉冲调制驱动器信号的相移指示脉冲发生方法,包括步骤:
接收第一、第二和三相位(L1、L2、L3);
将任意脉冲调制的相位(L1、L2、L3)转换为大体连续的信号;
形成第一脉冲列(PL1L2),所述第一脉冲序列(PL1L2)具有指示所述第一相位(L1)和所述第二相位(L2)之间的相位差的脉冲;和
形成第二脉冲列(PL2L3),所述第二脉冲列(PL2L3)具有指示所述第二相位(L2)和所述第三相位(L3)之间的相位差的脉冲。
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