CN105683768A - 针对包括可变频率电动机驱动器的系统的诊断 - Google Patents

Abstract

一个实施例是一种用于系统的诊断方法，所述方法包括：在第一驱动器状态期间基于可变频率驱动器的DC总线的状况来设定第一诊断代码，在第二驱动器状态期间基于至少一个电动机相电流的状况来设定至少一个附加诊断代码，如果第一诊断代码指示第一错误则输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息，并且如果至少一个附加诊断代码指示第二错误则输出指示电动机或耦合电动机和驱动器的连接器的失灵的第二诊断信息。

Description

针对包括可变频率电动机驱动器的系统的诊断

技术领域

本申请大体上涉及针对包括被配置成驱动电动机的可变频率驱动器的系统的诊断。有时被称为可变速度驱动器的可变频率驱动器可以结合各种系统来利用，包括诸如空气调节系统、热泵系统以及其他制冷系统之类的HVACR系统、空气压缩机系统以及其他压缩机驱动系统。在这样的系统中，可变频率驱动器可以被用来电驱动电动机，其继而被构成为驱动许多不同的机械负载，包括例如制冷压缩机、冷凝器风扇、冷却风扇、空气压缩机以及其他类型的风扇和压缩机。这样的应用中的可变频率驱动器的利用提供许多优点，包括遵守能量效率和操作成本的那些。然而，可变频率驱动器的存在呈现附加的潜在失效模式。其对于服务技术人员适当地诊断这样的系统可能是复杂的、耗时的并且昂贵的。不适当的诊断可能导致功能系统组件的不必要的替换、重复的服务事件或者其他不合期望的服务和维护复杂化。仍然存在针对这样的系统的诊断的增强的显著需要。

公开内容

出于清楚地、简明地且确切地描述本发明的示例性实施例、制作和使用本发明的方式和过程的目的，并且为了使得能够实施、制作和使用本发明，现在将对某些示例性实施例进行引用，包括在附图中图示的那些，并且特定语言将被用来描述本发明。然而，应当理解的是，不由此创建对本发明的范围的限制，并且本发明包括并保护如本领域技术人员将想到的示例性实施例的这样的变更、修改以及进一步的应用。

发明内容

公开了针对包括可变频率驱动器的系统的唯一诊断。一个实施例是包括被构成为执行系统诊断的控制器的系统。控制器可以被构成为在第一驱动器状态期间基于可变频率驱动器的DC总线的状况来设定第一诊断代码，并且在第二驱动器状态期间基于至少一个电动机相电流的状况来设定至少一个附加诊断代码。如果第一诊断代码指示第一错误，则可以输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息。如果至少一个附加诊断代码指示第二错误，则可以输出指示电动机或耦合电动机和驱动器的连接器的失灵的第二诊断信息。其他实施例包括包含针对包括可变频率驱动器的系统的唯一诊断的装置、系统、设备、硬件、方法以及组合。本申请的进一步的实施例、形式、特征、方面、优点、以及优势将根据同此提供的描述和附图变得显而易见。

附图说明

本文的描述对附图进行引用，其中相似的附图标记遍及若干视图指代相似的部分，并且其中：

图1示意性地描绘根据一个实施例的制冷系统的非限制性示例的一些方面。

图2A和2B描绘根据一个实施例的一些示例性诊断测试状况期间的逆变器驱动器以及逆变器驱动器的电流流过晶体管和续流二极管的非限制性示例的一些方面。

图3描绘根据一个实施例的逆变器驱动电动机的启动操作的非限制性示例的一些方面。

图4描绘根据一个实施例的作为诊断测试的部分而被执行的一些步骤的非限制性示例的一些方面。

图5描绘根据一个实施例的图示诊断测试的流程图的非限制性示例的一些方面。

图6描绘根据一个实施例的自举（bootstrap）测试序列的非限制性示例的一些方面。

具体实施方式

参照图1，示意性地图示了根据一个实施例的系统10的一个非限制性示例的一些方面。在所图示的形式中，系统10是制冷系统，诸如热泵、空气调节器或者其他类型的制冷系统。出于简明地描述示例性实施例的目的，系统10以特定形式来描述，其包括被构成为电驱动电动机的可变频率驱动器，电动机继而被构成为机械驱动制冷压缩机。然而，应当领会到，系统10可以以许多不同形式提供。用于系统10的另外的示例性形式包括例如被构成为电驱动电动机的可变频率驱动器，电动机继而被构成为驱动冷凝器风扇、冷却风扇、鼓风机、通风扇、空气压缩机、其他类型的风扇、其他类型的压缩机、或者其他类型的机械负载。进而，应当领会到，本文所公开的附加的方面和实施例（包括结合图2-6所描述的那些）也可以结合具有这些不同形式中的任何一个的系统来利用。

继续参照图1，系统10包括制冷系统12和被配置成操作制冷系统12的控制系统14。制冷系统12包括由电动机18供电的压缩机16，电动机18可以与压缩机16集成。控制系统14包括逆变器20、处理器系统22和被配置成操作逆变器20的栅极驱动器24。在各实施例中，逆变器20、处理器系统22和栅极驱动器24可以定位在一起（例如在相同的电路板上），或者可以跨控制系统14内的各位置而分布。

处理器系统22通信耦合到逆变器20以及到栅极驱动器24。在一种形式中，控制器26是基于微处理器的并且诊断测试算法30采用程序指令的形式，所述程序指令采用存储在非临时性计算机存储器介质28中的软件的形式。然而，可替代地考虑到，控制器和程序指令可以采用软件、固件和硬件的任何组合的形式（包括状态机），并且可以反映分立的（discreet）设备和/或集成电路的输出，其可以在特定位置处定位在一起或者跨多于一个位置而分布，包括被配置成实现与执行基于软件、固件和/或硬件的指令的基于处理器的控制器相同或类似的结果的任何数字和/或模拟设备。

栅极驱动器24通信耦合到逆变器20。栅极驱动器24被配置成例如在处理器系统22的指导之下控制逆变器20的晶体管（例如相位臂（leg）和升压器晶体管）的操作。处理器系统22包括控制器26和存储器28，存储器28除其他之外还存储诊断测试算法30，诊断测试算法30被配置用于执行逆变器20、电动机18的线圈32、34和36、以及引线或导线38、40和42的诊断测试。引线38、40和42分别电耦合到线圈32、34和36，并且电耦合到逆变器20的U、V和W相位。相电流传感器44、46和48分别被配置成感测流入/流出引线38、40和42的电流。

参照图2A，根据一个实施例示意性地描绘了逆变器20的非限制性示例的一些方面。逆变器20包括涌入（inrush）控制电路50、功率因素校正（PFC）电路52和逆变器54。涌入控制电路50可以采取多种形式中的任何一种。在图2A中所图示的示例中，可以采用例如10欧姆电阻器的电阻器和诸如断路器BRK之类的中继器。在一种形式中，断路器是正常断开（open）的中继器（当未供应有功率时，默认为断开位置），并且由控制器24所控制。当连接到公共设施时，BRK断开，由此分流电流流过10欧姆电阻器并且限制涌入电流。在正常电动机操作期间，BRK闭合（close），由此使10欧姆电阻器旁路并允许无限制的电流流过涌入控制电路。PFC电路52可以采取多种形式中的任何一种，在图2A中图示了仅其中一种。在一个实现中，在某些操作模式期间，PFC电路52可以将跨DC总线的电压从约320V升压至约425V，要领会到，也考虑各种其他电压和升压的电压。

逆变器54包括分别经由引线38、40和42分别耦合到线圈32、34和36的U、V和W相位。U相位包括具有晶体管T1和续流二极管D1的Up臂；具有晶体管T4和续流二极管D4的Un臂；具有晶体管T2和续流二极管D2的Vp臂；具有晶体管T5和续流二极管D5的Vn臂；包括具有晶体管T3和续流二极管D3的Wp臂；以及具有晶体管T6和续流二极管D6的Wn臂。Up、Vp和Wp臂耦合到DC总线58的正侧56，并且Un、Vn和Wn臂耦合到DC总线58的负侧60。在一种形式中，晶体管T1-T6中的每一个是IGBT。在其他实施例中，晶体管T1-T6中的一个或多个可以采取另一形式，例如功率MOSFET。

系统10包括被配置成执行诊断测试以确定逆变器20；线圈32、34和36；以及引线38、40和42的各部分的故障状况的发生的诊断系统。在一种形式中，诊断系统包括诊断测试算法30、相电流传感器44、46和48、以及电压互感器72。在一些实施例中，诊断系统可以包括其他组件，例如且非限制地，过电流检测装置74、相邻于逆变器54的DC总线58上布置的电流传感器76、和/或例如布置在涌入控制电路50的上游或逆变器54的下游的电流传感器78。在一种形式中，过电流检测装置74由相电流传感器44、46和48构成。在其他实施例中，过电流检测装置74可以采取其他形式。例如，在一些实施例中，过电流检测装置74可以包括或采用电流传感器78。在其他实施例中，过电流检测装置74可以例如且非限制地是过电流保护/跳闸（trip）设备88，例如位于向系统10的功率输入66和逆变器20或另一控制系统14组件之间、位于系统10上或中的逆变器20或者任何合适位置上。

在一种形式中，如果过电流保护在异步启动之前被触发预定次数，则诊断测试算法30运行，例如如图3中所图示的。预定次数例如可以随着特定应用的需要而变化，并且可以是单个过电流事件或者任何数目的过电流事件。在一种形式中，诊断测试算法由服务技术人员发起。在其他实施例中，如果由过电流检测装置74（例如，相电流传感器44、46和48）检测到预定的过电流状况，则可以自动发起诊断测试算法30。在一个示例中，注入到逆变器20中的电流是15A。将在相电流传感器44、46和48的每一个处测量的电流与阈值相比较。如果所测量的电流超过阈值，则该发生被称为过电流状况。

参照图4，图示了在由诊断测试算法30执行的诊断测试过程之下执行的动作的示例以及示例性测试响应。电动机18可以在诊断测试期间保持连接到逆变器20。在一种形式中，如果诊断测试动作导致负结果即故障，则诊断测试终止并且经由显示器15指示故障，例如以供服务系统10的服务技术人员使用。在其他实施例中，诊断测试可以继续其完成，例如假设诊断测试的完成未被一个或多个失效的组件阻止。在本描述中，由诊断测试算法30检测到的故障以及没有故障可以被称为测试响应。在本文中所描述的示例中，描述了六个测试响应，其中五个指示特定故障并且其中一个指示未检测到故障。显示器15显示测试响应。显示器15可以采取任何合适的形式，诸如例如LED或LCD显示器。

在操作100处，并且执行涌入和PFC测试。在涌入和PFC测试期间，闭合涌入控制电路50的中继器并且激活PFC电路52以升压跨DC总线58的电压。在该状态下，例如通过电压互感器72测量跨DC总线58的电压，所述电压互感器72分别耦合到DC总线58的正轨56和负轨60。如果跨DC总线的电压在预定阈值以下，则该状况被称为驱动器硬件的失效或失灵，例如PFC电路、涌入控制电路或连接到其的驱动器硬件电路的失效。测试响应变量104被设定为错误状态并且可以随后被用来提供驱动器硬件（HWM）失灵已经发生的输出指示。基于此，可以向服务系统10的技术人员通知要替换驱动器。

在操作106处，执行自举测试过程，其后跟着曲轴箱（crankcase）加热测试过程。在示例性实施例中，自举测试过程实现在图6中图示的逆变器开关控制逻辑信号，其中逆变器的多个开关（例如，晶体管）中的每一个接通同时其他开关关断。在所图示的实施例中，晶体管T1-T6中的每一个在如由用于接通与Un、Vn、Wn、Up、Vp、Wp对应的晶体管的矩形脉冲的有序序列所表示的时间处转动一个。如果晶体管中的任何一个经历了短路失效，则无限制的电流将在该臂上的第二晶体管接通时流过逆变器臂。该电流流动通过破坏晶体管或电流路径中的其他电子器件而对于破坏性地禁用逆变器是有效的。不必设定单独的错误代码（尽管这可以可选地例如通过检测过电流状况而进行），原因在于破坏性的禁用事件通常产生操作者可察觉现象，例如来自破坏性事件的烟雾、噪声和/或气味的存在。

曲轴箱加热测试过程包括顺序地接通高侧开关并关断与电动机的每一个相位耦合的低侧开关，而同时关断其他相位的高侧开关并接通其他相位的低侧开关。在图2中图示了该操作中的某一点处的示例，其中在注入电流80（IGBT中的电流）中被提供到接通的晶体管T1，流过连接到U相位的电动机线圈和引线并且然后并行地通过连接到V和W相位的电动机线圈和引线，流过接通的晶体管T5和T6，并且到DC总线的负轨。为了核实所有的相位，晶体管的接通和关断状态可以顺序地重复或者循环通过置换中的每一个，包括一个高晶体管接通，其他臂上的两个低侧晶体管接通和所有其他晶体关断。因而，例如，第一晶体管状态可以具有T1=ON（接通）、T2=OFF（关断）、T3=OFF、T4=OFF、T5-ON、以及T6=ON，其中电流注入到T1；第二晶体管状态可以具有T1=OFF、T2=ON、T3=OFF、T4=ON、T5-OFF、以及T6=ON，其中电流注入到T2；并且第三晶体管状态可以具有T1=OFF、T2=OFF、T3=ON、T4=ON、T5-ON、以及T6=OFF，其中电流注入到T3。

曲轴箱加热测试过程还包括例如使用本文所描述的相电流传感器来评估针对耦合到接通的晶体管的相位的电流，以及基于该评估来选择性地设定一个或多个诊断代码。测试响应变量108可以被设定成指示引线或电动机线圈中的线到线短路状况（即，内部短路），如果过电流状况针对电动机相位中的两个被评估的话。在该情况下，例如使用万用表的随后的单独测量可以由服务技术人员执行以便确定短路在电动机引线的一个或多个还是线圈的一个或多个中。测试响应变量110可以被设定成指示接地故障状况，如果过电流状况针对电动机相位中的仅一个被检测到的话。测试响应变量112可以被设定成指示引线的开路状况或者电动机线圈是欠电流（undercurrent）状况（例如，零电流或者在非零阈值以下的电流），针对一个或多个电动机相位被评估。

指示测试响应2、测试响应3和/或测试响应4的发生的输出基于测试响应变量104108、110和112而被显示在显示器15上。应当领会到，通过在可变频率驱动器的失灵（即，响应于测试响应变量104的测试响应2）和电动机、压缩机或电连接器（即，响应于测试响应变量108、110、112和116的测试响应2、3、4和5中的任何一个）的失灵之间进行区分来提供输出诊断信息。还应当领会到，测试响应变量108、110、112和116可以被用来通过分别指示压缩机电动机或引线的引线到引线短路、压缩机电动机或引线的接地故障、压缩机电动机或引线的开路故障、或者机械障碍的压缩机或由电动机所驱动的其他机械负载而在失效模式之间进一步区分。

还应当理解到，曲轴箱加热测试过程还导致电动机曲轴箱的加热，该测试过程从其导出其名称。在一些状况下，期望确认压缩机16的预加热是起作用的，和/或预加热压缩机16，以便蒸发和移除来自其的制冷液体。在一种形式中，电流被注入到一个相位中，例如U相位，其通过V和W相位返回。在一个这样的操作状态下，已知的电流被注入以接通的晶体管T1、T5和T6，从而导致电流80，并且当晶体管关断时，第二电流流动84（FWD中的电流）可以再循环通过与晶体管T1-T6中的各个并联连接的续流二极管。这导致电动机18因而压缩机16中的加热，以由此从压缩机16蒸发和移除制冷液体。

在操作114处，由命令相对低电动机18速度并确定电动机18是否正在旋转的控制系统14执行例如压缩机转子失灵测试的转子失灵测试。旋转可以例如通过以预定速度命令电动机操作、确定电动机的实际速度或其负载、评估所命令的速度和所确定的速度之间的差异、以及基于该差异超过阈值或者范围而设定错误状况来确定。旋转也可以例如通过使用所描述的电流传感器之一感测电流或者例如通过例如使用Luenberger观测器算法测量压缩机电速度来确定。零旋转或者期望阈值以下的旋转的发生被称为转子失灵，并且测试响应5在操作116处显示在显示器15上。在操作118处，如果在测试期间未指示错误状况，则在操作120处在显示器15上显示测试响应6。

在一些实施例中，测试模式被提供在可变频率驱动器上，其自主地通过执行已知序列的控制事件来核实驱动器的状况、到负载的连接、以及所连接的负载。在测试序列的结尾处，报告问题源。某些实施例向服务技术人员提供“1-按键”解决方案以使得他们能够核实逆变器驱动器、布线和压缩机的状况。通过在约几秒内经由板上接口激活设备，测试步骤的系列将被执行并且简明且清楚的消息将向技术人员显示，从而指示驱动器是否故障。在图4中，在驱动器诊断测试中所涉及的步骤以流程图形式示出。另外，报告出的结果针对每一个测试步骤示出。驱动器诊断测试可以是整个故障排查过程的部分，其将包括运行测试、解释结果以及采取校正动作。

图5图示了驱动器诊断测试如何结合于服务技术人员的故障排查过程提供有用的输出的示例。在操作502处，技术人员发起诊断测试过程。状况504确定测试过程是否通过。如果是，则测试响应506被设定成指示未找到故障，并且提供指示不需要校正动作的输出508。如果否，则测试响应变量510、512、514、520和524之一被设定成指示上文所描述的各种故障状况。如果测试响应变量510被设定，则提供指示驱动器失效和/或提示驱动器的替换的输出516。如果测试响应变量512或514被设定，则提供指示存在引线或压缩机短路或者接地故障和/或提示压缩机电动机或引线的替换的输出518。如果测试响应变量520被设定，则提供指示存在压缩机或引线开路状况和/或提示压缩机电动机或引线的替换的输出522。

如果测试响应变量524被设定，则状况526检查测试是否已经重复多于一次。如果测试已经重复多于一次，则提供输出534以提示压缩机单元（其可以或可以不包括电动机）的替换。如果测试未重复多于一次，则执行操作528以核实预加热操作是起作用的（例如，在230VAC线输入处，操作应当看见空闲和预加热状况之间的电流差异）。然后在足以汽化收集在压缩机中的制冷液的时段内执行预加热操作530。然后执行重复前述诊断步骤的操作532。

现在应当描述若干另外的示例性实施例。一个另外的示例性实施例是一种用于系统的诊断方法，所述系统包括可变频率驱动器、被构成为驱动机械负载的电动机、电耦合可变频率驱动器和电动机的连接器、以及被构成为控制可变频率驱动器的操作的控制器，可变频率驱动器包括涌入中继器和功率因数校正（PFC）电路（操作地与DC总线耦合）以及逆变器（操作地与DC总线和电动机耦合）。该方法包括：利用控制器执行第一过程，包括在闭合涌入中继器并激活PFC电路之后对DC总线的电压进行第一评估并且基于该第一评估来设定第一诊断代码的值；利用控制器执行第二过程，包括顺序地接通逆变器的多个开关中的每一个而同时关断逆变器的每一个其他开关；利用控制器执行第三过程，包括将电流注入到接通的逆变器的多个开关中的一个，对电动机的至少一个相位的电流进行第二评估，并且基于该第二评估来设定至少一个附加诊断代码的值；在第一诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息；以及在至少一个附加诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示电动机或连接器的失灵的第二诊断信息。

在某些形式中，执行第二过程的动作对于在多个开关之一被短路的情况下破坏性地禁用逆变器的至少一部分是有效的。在某些形式中，输出第一诊断信息和输出第二诊断信息包括向视觉显示器提供输出。在某些形式中，至少一个附加诊断代码包括针对连接器或电动机的线到线短路状况的第二诊断代码、针对连接器或电动机的接地故障状况的第三诊断代码、以及针对连接器或电动机的开路状况的第四诊断代码。在某些形式中，电动机是三相电动机，逆变器包括与电动机的各相位耦合的多个高侧开关和与电动机的各相位耦合的对应的多个低侧开关，并且执行第三过程的动作包括顺序地接通高侧开关并关断与电动机的每一个相位耦合的低侧开关而同时关断其他相位的高侧开关并接通其他相位的低侧开关，将电流注入到接通的高侧开关，评估针对耦合到接通的低侧开关的每一个相位的电流，在过电流状况针对电动机相位中的两个被评估的情况下将第二诊断代码的值设定成指示错误，在过电流状况针对电动机相位中的仅一个被评估的情况下将第三诊断代码的值设定成指示错误，以及在欠电流状况针对电动机相位中的至少一个被检测到的情况下将第四诊断代码的值设定成指示错误。某些形式还包括执行第四过程，包括操作驱动器来以预定速度旋转电动机，对电动机的实际速度进行第三评估，以及基于该第三评估来设定第五诊断代码的值。在某些形式中，由电动机所驱动的机械负载包括被构成为压缩制冷液的压缩机。

一个另外的示例性实施例是一种系统，包括：可变频率驱动器，其包括：包括多个开关设备的逆变器、与逆变器耦合的DC总线、与DC总线耦合的电压升压器电路、以及与DC总线和线输入耦合的中继器；被构成为驱动机械负载的电动机；耦合可变频率驱动器和电动机的电连接器；以及控制器，其被构成为当闭合中继器并且激活电压升压器电路时基于DC总线的电压来设定第一诊断代码，顺序地接通逆变器的开关设备中的每一个而同时关断其他开关设备的每一个，在电流注入到逆变器期间基于电动机相位的电流来设定至少一个附加诊断代码，在第一诊断代码被设定成错误状态的情况下输出针对可变频率驱动器的第一错误指示，以及在至少一个附加诊断代码被设定成错误状态的情况下输出针对电动机或者电连接器的第二错误指示。

在某些形式中，至少一个附加诊断代码包括第二诊断代码，其在过电流状况针对电动机的两个相位被检测到的情况下被设定成错误状态。在某些方式中，至少一个附加诊断代码包括第三诊断代码，其在过电流状况针对电动机的仅一个相位被检测到的情况下被设定成错误状态。在某些形式中，至少一个附加诊断代码包括第四诊断代码，其在没有电流在电动机的至少一个相位中被检测到的情况下被设定成错误状态。在某些形式中，控制器被配置成基于电动机速度和所命令的电动机速度之间的关系来设定第五诊断代码。在某些形式中，控制器被构成为在第一、第二、第三、第四或第五诊断代码中没有一个被设定成错误状态的情况下以同步模式启动和操作电动机和可变频率驱动器。在某些形式中，电连接器包括布线线束。在某些形式中，机械负载包括制冷系统的可旋转负载。

一个另外的示例性实施例是一种系统，包括：可变频率驱动器；被构成为驱动机械负载的电动机；耦合可变频率驱动器和电动机的电连接器；以及被构成为控制可变频率驱动器的操作的控制器；其中控制器被构成为在可变频率驱动器的第一状态期间基于可变频率驱动器的DC总线的状况来设定第一诊断代码，在可变频率驱动器的第二状态期间基于电动机电流的状况来设定至少一个其他诊断代码，以及基于第一诊断代码的设定和至少一个其他诊断代码的设定来输出在可变频率驱动器的失灵和电动机或电连接器的失灵之间区分的诊断信息。

在某些形式中，控制器被构成为在DC总线的电压在电压阈值以下时将第一诊断代码设定成指示错误。在某些形式中，可变频率驱动器的第一状态包括闭合驱动器输入中继器并且激活电压升压器。在某些形式中，电动机电流的状况包括电动机的至少一个相位的过电流状况和电动机的至少一个相位的欠电流状况中的至少一个。在某些形式中，可变频率驱动器的第二状态包括电流注入到可变频率驱动器的逆变器臂。在某些形式中，至少一个其他诊断代码包括针对连接器或电动机的线到线短路状况的第二诊断代码、针对连接器或电动机的接地故障状况的第三诊断代码、以及针对连接器或电动机的开路状况的第四诊断代码。在某些形式中，第二诊断代码在过电流状况针对电动机的两个相位被检测到的情况下被设定成错误状态，第三诊断代码在过电流状况针对电动机的仅一个相位被检测到的情况下被设定成错误状态，并且第四诊断代码在零电流在电动机的至少一个相位中被检测到的情况下被设定成错误状态。在某些形式中，机械负载包括HVACR系统的制冷液泵和冷凝器风扇之一。

虽然已经结合目前被视为最实用且优选的实施例的内容描述了本发明的示例性实施例，但是要理解的是，本发明不限于所公开的（一个或多个）实施例，而是相反地，意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置，所述范围符合最广泛解释以便包括如在法律之下准许的所有这样的修改和等价结构。进而，应当理解的是，虽然以上描述中的词语“可优选的”、“优选地”、或者“优选的”的使用指示如此描述的特征可能是更合期望的，但是其可以不是必需的，并且缺少其的任何实施例可以被视为在本发明的范围内，所述范围由跟着的权利要求所定义。在阅读权利要求时，意图的是，当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”和“至少一部分”之类的词语时，不意图将权利要求限制为仅一个项，除非权利要求中另有相反说明。进而，当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项可以包括一部分和/或整个项，除非另有相反说明。

Claims (23)

1.一种用于系统的诊断方法，所述系统包括：可变频率驱动器、被构成为驱动机械负载的电动机、电耦合可变频率驱动器和电动机的连接器、以及被构成为控制可变频率驱动器的操作的控制器，可变频率驱动器包括操作地与DC总线耦合的涌入中继器和功率因数校正（PFC）电路以及操作地与DC总线和电动机耦合的逆变器，所述方法包括：

利用控制器执行第一过程，包括在闭合涌入中继器并激活PFC电路之后对DC总线的电压进行第一评估并且基于所述第一评估来设定第一诊断代码的值；

利用控制器执行第二过程，包括顺序地接通逆变器的多个开关中的每一个而同时关断逆变器的每一个其他开关；

利用控制器执行第三过程，包括将电流注入到接通的逆变器的多个开关中的一个，对电动机的至少一个相位的电流进行第二评估，并且基于所述第二评估来设定至少一个附加诊断代码的值；

在第一诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示可变频率驱动器的失灵的第一诊断信息；以及

在至少一个附加诊断代码的值指示错误的情况下，输出指示电动机或连接器的失灵的第二诊断信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中执行第二过程的动作对于在多个开关之一被短路的情况下破坏性地禁用逆变器的至少一部分是有效的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中输出第一诊断信息和输出第二诊断信息包括向视觉显示器提供输出。

4.根据权利要求1所述的方法，其中至少一个附加诊断代码包括针对连接器或电动机的线到线短路状况的第二诊断代码、针对连接器或电动机的接地故障状况的第三诊断代码、以及针对连接器或电动机的开路状况的第四诊断代码。

5.根据权利要求4所述的方法，其中电动机是三相电动机，逆变器包括与电动机的各相位耦合的多个高侧开关和与电动机的各相位耦合的对应的多个低侧开关，并且执行第三过程的动作包括顺序地接通高侧开关并关断与电动机的每一个相位耦合的低侧开关而同时关断其他相位的高侧开关并接通其他相位的低侧开关，将电流注入到接通的高侧开关，评估针对耦合到接通的低侧开关的每一个相位的电流，在过电流状况针对电动机相位中的两个被评估的情况下将第二诊断代码的值设定成指示错误，在过电流状况针对电动机相位中的仅一个被评估的情况下将第三诊断代码的值设定成指示错误，以及在欠电流状况针对电动机相位中的至少一个被检测到的情况下将第四诊断代码的值设定成指示错误。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括执行第四过程，包括操作驱动器来以预定速度旋转电动机，对电动机的实际速度进行第三评估，以及基于所述第三评估来设定第五诊断代码的值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中由电动机所驱动的机械负载包括被构成为压缩制冷液的压缩机。

8.一种系统，包括：

可变频率驱动器，其包括：包括多个开关设备的逆变器、与逆变器耦合的DC总线、与DC总线耦合的电压升压器电路、以及与DC总线和线输入耦合的中继器；

被构成为驱动机械负载的电动机；

耦合可变频率驱动器和电动机的电连接器；以及

控制器，其被构成为：

当闭合中继器并且激活电压升压器电路时基于DC总线的电压来设定第一诊断代码，

顺序地接通逆变器的开关设备中的每一个而同时关断其他开关设备的每一个，

在电流注入到逆变器期间基于电动机相位的电流来设定至少一个附加诊断代码，

在第一诊断代码被设定成错误状态的情况下，输出针对可变频率驱动器的第一错误指示，以及

在至少一个附加诊断代码被设定成错误状态的情况下，输出针对电动机或电连接器的第二错误指示。

9.根据权利要求8所述的系统，其中至少一个附加诊断代码包括第二诊断代码，其在过电流状况针对电动机的两个相位被检测到的情况下被设定成错误状态。

10.根据权利要求9所述的系统，其中至少一个附加诊断代码包括第三诊断代码，其在过电流状况针对电动机的仅一个相位被检测到的情况下被设定成错误状态。

11.根据权利要求10所述的系统，其中至少一个附加诊断代码包括第四诊断代码，其在没有电流在电动机的至少一个相位中被检测到的情况下被设定成错误状态。

12.根据权利要求11所述的系统，其中控制器被配置成基于电动机速度和所命令的电动机速度之间的关系来设定第五诊断代码。

13.根据权利要求12所述的系统，其中控制器被构成为在第一、第二、第三、第四或第五诊断代码中没有一个被设定成错误状态的情况下以同步模式启动和操作电动机和可变频率驱动器。

14.根据权利要求8所述的系统，其中电连接器包括布线线束。

15.根据权利要求8所述的系统，其中机械负载包括制冷系统的可旋转负载。

16.一种系统，包括：

可变频率驱动器；

被构成为驱动机械负载的电动机；

耦合可变频率驱动器和电动机的电连接器；以及

被构成为控制可变频率驱动器的操作的控制器；

其中控制器被构成为

在可变频率驱动器的第一状态期间基于可变频率驱动器的DC总线的状况来设定第一诊断代码，

在可变频率驱动器的第二状态期间基于电动机电流的状况来设定至少一个其他诊断代码，以及

基于第一诊断代码的设定和至少一个其他诊断代码的设定来输出在可变频率驱动器的失灵和电动机或电连接器的失灵之间区分的诊断信息。

17.根据权利要求16所述的系统，其中控制器被构成为在DC总线的电压在电压阈值以下时将第一诊断代码设定成指示错误。

18.根据权利要求16所述的系统，其中可变频率驱动器的第一状态包括闭合驱动器输入中继器并且激活电压升压器。

19.根据权利要求16所述的系统，其中电动机电流的状况包括电动机的至少一个相位的过电流状况和电动机的至少一个相位的欠电流状况中的至少一个。

20.根据权利要求16所述的系统，其中可变频率驱动器的第二状态包括电流注入到可变频率驱动器的逆变器臂。

21.根据权利要求16所述的系统，其中至少一个其他诊断代码包括针对连接器或电动机的线到线短路状况的第二诊断代码、针对连接器或电动机的接地故障状况的第三诊断代码、以及针对连接器或电动机的开路状况的第四诊断代码。

22.根据权利要求21所述的系统，其中第二诊断代码在过电流状况针对电动机的两个相位被检测到的情况下被设定成错误状态，第三诊断代码在过电流状况针对电动机的仅一个相位被检测到的情况下被设定成错误状态，并且第四诊断代码在零电流在电动机的至少一个相位中被检测到的情况下被设定成错误状态。

23.根据权利要求16所述的系统，其中机械负载包括HVACR系统的制冷液泵和冷凝器风扇之一。