CN105785173B - 一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式 - Google Patents

一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式 Download PDF

Info

Publication number
CN105785173B
CN105785173B CN201610138592.2A CN201610138592A CN105785173B CN 105785173 B CN105785173 B CN 105785173B CN 201610138592 A CN201610138592 A CN 201610138592A CN 105785173 B CN105785173 B CN 105785173B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
resistance
inductance
inverter
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610138592.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105785173A (zh
Inventor
胡炎申
秦惠
熊伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MOSO POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
SHENZHEN MOSO ELECTRICAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN MOSO ELECTRICAL Co Ltd filed Critical SHENZHEN MOSO ELECTRICAL Co Ltd
Priority to CN201610138592.2A priority Critical patent/CN105785173B/zh
Publication of CN105785173A publication Critical patent/CN105785173A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105785173B publication Critical patent/CN105785173B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30—Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier

Abstract

本发明公开了一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置，包括A相电感电压检测、B相电感电压检测、C相电感电压检测、A相电感电流检测、B相电感电流检测、C相电感电流检测、采样电路、控制器、显示器和单级/双级逆变器拓扑，所述采样电路包括第一级差分比例电路、第二级电压调理电路、第三级射极跟随器电路、第四级滤波电路和第五级限幅电路。本发明是基于逆变器本身自带器件进行电感故障检测的方法，无需增加检测仪器和人力成本，实现了逆变器故障检测的智能化，方便了安装维护人员，提高了逆变器系统的可靠性和稳定性。

Description

一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式
技术领域
本发明涉及滤波器领域，尤其是一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式。
背景技术
逆变器滤波电感体积、重量都较大，尤其是大功率的工业用变频器、电站型光伏逆变器、有源滤波器等应用中。由于这些装置的开关频率较低，且多采用两电平的拓扑，导致滤波电感体积和重量更为庞大，给安装固定带来了很大的困难。在长途运输中，逆变器滤波电感可能会松动、脱落，如果不能及时检查排除故障会导致逆变器开机运行后，发生电压电流畸变，甚至短路、起火等次生灾害的发生。
目前，检测电感故障需要借助仪器仪表，或者肉眼观察，这些方式存在成本高、检测周期长的问题。另外，有些工程项目由于逆变器数量很多，安装分布在较大的区域，因此给人为检测带来了很多困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化的逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置，包括A相电感电压检测、B相电感电压检测、C相电感电压检测、A相电感电流检测、B相电感电流检测、C相电感电流检测、采样电路、控制器、显示器和单级/双级逆变器拓扑；所述采样电路输出连接控制器，控制器输出分别连接显示器和单级/双级逆变器拓扑，单级/双级逆变器拓扑分别通过交流滤波电感L1、交流滤波电感L2和交流滤波电感L3连接电网或其他负载，交流滤波电感L1、交流滤波电感L2、交流滤波电感L3与电网或其他负载之间均连接有并补电容。
作为本发明进一步的方案：所述采样电路包括第一级差分比例电路、第二级电压调理电路、第三级射极跟随器电路、第四级滤波电路和第五级限幅电路。所述第一级差分比例电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3电阻R4、电容C1、电容C2和运算放大器U1A。采样负信号IP-通过电阻R1分别连接电容C2、电阻R4和运算放大器U1A的6脚，采样正信号IP+通过电阻R2分别连接电容C1、电阻R3和运算放大器U1A的7脚，电容C1另一端和电阻R3另一端并联后接地，运算放大器U1A的1脚分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端；所述第二级电压调理电路包括第一级比例衰减电路输出、电阻R5、电阻R6和电压信号VCC_1，第一级比例衰减电路输出经电阻R5分别连接电阻R6和第三级射极跟随器电路，电阻R6另一端连接电压信号VCC_1；所述第三级射极跟随器电路包括射极跟随器U1B，第二级电压调理电路输出连接射极跟随器U1B的5脚；所述第四级滤波电路包括电阻R7、电容C3，第三级射极跟随器电路输出通过电阻R7连接第五级限幅电路，电阻R7与第五级限幅电路直接连接有并补电容C3；所述第五级限幅电路包括二极管D1、二极管D2和电压信号VCC_2，第四级滤波电路输出分别连接二极管D1的负极和二极管D2的正极，二极管D1的正极接地，二极管D2的负极连接电压信号VCC_2。
所述逆变器交流滤波电感的智能检测装置的检测方式，包括以下步骤：保持逆变器与电网或其他负载断开状态；逆变器采用电压源控制方式，输出固定频率的交流电压信号，驱动逆变器开关管工作；检测滤波电感两端电压，检测滤波电感导通电流值；采样电路将检测到的电压、电流信号进行衰减，衰减后送入逆变器的控制器，控制器将检测到的滤波电感两端两端电压、滤波电感导通电流值，利用电感值计算公式，计算电滤波电感值；控制器将计算得到的电感值与设计的原始值对比，判断是否存在电感故障；如果电感故障发生，由控制器发出报警信息；检测完毕后，将逆变器恢复到原始的电流或电压控制方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是基于逆变器本身自带器件进行电感故障检测的方法，无需增加检测仪器和人力成本，实现了逆变器故障检测的智能化，方便了安装维护人员，提高了逆变器系统的可靠性、稳定性。
附图说明
图1为本发明中逆变器滤波电感故障检测装置图；
图2为本发明中采样电路的电路图；
图3为本发明中进行逆变器滤波电感故障检测的流程图；
图4为本发明中滤波电感值计算原理示意图。
图中：201-A相电感电压检测；202-B相电感电压检测；203-C相电感电压检测；204-A相电感电流检测；205-B相电感电流检测；206-C相电感电流检测；207-采样电路；208-控制器；209-显示器；210-单级/双级逆变器拓扑；211-电网或其他负载。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置，包括A相电感电压检测201、B相电感电压检测202、C相电感电压检测203、A相电感电流检测204、B相电感电流检测205、C相电感电流检测206、采样电路207、控制器208、显示器209和单级/双级逆变器拓扑210；所述采样电路207输出连接控制器208，控制器208输出分别连接显示器209和单级/双级逆变器拓扑210，单级/双级逆变器拓扑210分别通过交流滤波电感L1、交流滤波电感L2和交流滤波电感L3连接电网或其他负载211，交流滤波电感L1、交流滤波电感L2、交流滤波电感L3与电网或其他负载211之间均连接有并补电容。
A相电感电压检测201检测交流滤波电感L1两端产生的电压降VLa，B相电感电压检测202检测交流滤波电感L2两端产生的电压降VLb，C相电感电压检测203检测交流滤波电感L3两端产生的电压降VLc，A相电感电流检测204测量流过交流滤波电感L1的电流值Ia、B相电感电流检测205测量流过交流滤波电感L2的电流值Ib、C相电感电流检测206测量流过交流滤波电感L3的电流值Ic，将上述检测到的信号送至采样电路207进行衰减，衰减后送入控制器208进行计算，得出滤波电感的电感值。计算后的三相交流滤波电感值通过显示器209显示，逆变器拓扑210采用单级或双级拓扑。
请参阅图2，采样电路207包括第一级差分比例电路、第二级电压调理电路、第三级射极跟随器电路、第四级滤波电路和第五级限幅电路。
所述第一级差分比例电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3电阻R4、电容C1、电容C2和运算放大器U1A。采样负信号IP-通过电阻R1分别连接电容C2、电阻R4和运算放大器U1A的6脚，采样正信号IP+通过电阻R2分别连接电容C1、电阻R3和运算放大器U1A的7脚，电容C1另一端和电阻R3另一端并联后接地，运算放大器U1A的1脚分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端。常规下，R1＝R2，R3＝R4，所以第一级差分比例电路衰减系数为：
其中，UO_1：第一级差分比例电路的输出；
IP+：采样正信号；
IP-：采样负信号。
所述第二级电压调理电路包括第一级比例衰减电路输出、电阻R5、电阻R6和电压信号VCC_1，第一级比例衰减电路输出经电阻R5分别连接电阻R6和第三级射极跟随器电路，电阻R6另一端连接电压信号VCC_1。常规下，R5＝R6，所以第二级电压调理电路输出为：
第三级射极跟随器电路包括射极跟随器U1B，第二级电压调理电路输出连接射极跟随器U1B的5脚。第三级射极跟随器电路的作用是提高采样信号的强度。
第四级滤波电路包括电阻R7、电容C3，第三级射极跟随器电路输出通过电阻R7连接第五级限幅电路，电阻R7与第五级限幅电路直接连接有并补电容C3，第四级滤波电路的作用是滤除采样信号中的高次谐波。
第五级限幅电路包括二极管D1、二极管D2和电压信号VCC_2，第四级滤波电路输出分别连接二极管D1的负极和二极管D2的正极，二极管D1的正极接地，二极管D2的负极连接电压信号VCC_2，第五级限幅电路的作用是把采样信号限制在[0，VCC]范围内。
经过上述采样电路衰减、调理后，最终输出到控制器的信号OP为：
请参阅图3，一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置的检测方式，包括以下步骤：
(1)保持逆变器离网状态，逆变器通过继电器、接触器或者其他电子、电气开关与电网隔离，逆变器与开关的分离与吸合可以由逆变器的控制器件控制，在进行滤波电感故障检测前，保持开关处于分离状态；
(2)逆变器在进行滤波电感故障检测时，由电流源控制模式切换到电压源控制模式下；
(3)逆变器输出固定频率的电压信号，即由逆变器的控制器发出驱动，控制逆变器的半导体开关器件开通或关断，使逆变器输出脉宽调制波形，作为一个电压源形式运行；
(4)检测滤波电感两端电压，利用一差分采样电路对滤波电感两端的电压进行衰减，调理成逆变器的控制器可以识别的弱电信号；检测滤波电感导通电流值，利用电压型霍尔传感器对滤波电感导通电流进行衰减，调理成逆变器的控制器可以识别的弱电信号。
(5)计算电感值，控制器208由步骤104检测到的滤波电感两端电压、滤波电感导通电流值，利用电感值计算公式，获取滤波电感值。
根据电感本身的物理特性，由公式：
推导出电感值计算公式：
其中，UL为电感两端的压降，L为电感值，d(i)为电流值增加量，d(t)为时间增加量。
请参阅图4，控制器208根据采样脉冲信号起始、终止点的电流增加量Δi，脉宽时间增加量Δt，分别代入公式(6)，由此计算出滤波器的电感值。
(6)逆变器滤波电感故障判断。根据上述方式计算得到的滤波电感值，与设计的理想电感值进行比较，当比较误差超出可接受的范围时，即认为滤波电感出现故障；
(7)显示并报警故障信息。根据上述步骤获得的滤波电感值以及故障状态，显示给使用者。
本发明是基于逆变器本身自带器件进行电感故障检测的方法，无需增加检测仪器和人力成本，实现了逆变器故障检测的智能化，方便了安装维护人员，提高了逆变器系统的可靠性、稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置，其特征在于，包括A相电感电压检测201、B相电感电压检测202、C相电感电压检测203、A相电感电流检测204、B相电感电流检测205、C相电感电流检测206、采样电路207、控制器208、显示器209和单级/双级逆变器拓扑210；所述采样电路207输出连接控制器208，控制器208输出分别连接显示器209和单级/双级逆变器拓扑210，单级/双级逆变器拓扑210分别通过交流滤波电感L1、交流滤波电感L2和交流滤波电感L3连接电网或其他负载211，交流滤波电感L1、交流滤波电感L2、交流滤波电感L3与电网或其他负载211之间均连接有并补电容，基于该装置的检测方法为：保持逆变器与电网或其他负载断开状态；逆变器采用电压源控制方式，输出固定频率的交流电压信号，驱动逆变器开关管工作；检测滤波电感两端电压，检测滤波电感导通电流值；采样电路207将检测到的电压、电流信号进行衰减，衰减后送入逆变器的控制器，控制器208将检测到的滤波电感两端两端电压、滤波电感导通电流值，利用电感值计算公式，计算电滤波电感值；控制器208将计算得到的电感值与设计的原始值对比，判断是否存在电感故障；如果电感故障发生，由控制器发出报警信息；检测完毕后，将逆变器恢复到原始的电流或电压控制方式。
2.根据权利要求1所述的一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置，其特征在于，所述采样电路207包括第一级差分比例电路、第二级电压调理电路、第三级射极跟随器电路、第四级滤波电路和第五级限幅电路；所述第一级差分比例电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3电阻R4、电容C1、电容C2和运算放大器U1A；采样负信号IP-通过电阻R1分别连接电容C2、电阻R4和运算放大器U1A的反相输入端，采样正信号IP+通过电阻R2分别连接电容C1、电阻R3和运算放大器U1A的正相输入端，电容C1另一端和电阻R3另一端并联后接地，运算放大器U1A的1脚分别连接电容C2另一端和电阻R4另一端；所述第二级电压调理电路包括第一级比例衰减电路输出、电阻R5、电阻R6和电压信号VCC_1，第一级比例衰减电路输出经电阻R5分别连接电阻R6和第三级射极跟随器电路，电阻R6另一端连接电压信号VCC_1；所述第三级射极跟随器电路包括射极跟随器U1B，第二级电压调理电路输出连接射极跟随器U1B的正相输入端；所述第四级滤波电路包括电阻R7、电容C3，第三级射极跟随器电路输出通过电阻R7连接第五级限幅电路，电阻R7与第五级限幅电路直接连接有并补电容C3；所述第五级限幅电路包括二极管D1、二极管D2和电压信号VCC_2，第四级滤波电路输出分别连接二极管D1的负极和二极管D2的正极，二极管D1的正极接地，二极管D2的负极连接电压信号VCC_2。
CN201610138592.2A 2016-03-11 2016-03-11 一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式 Active CN105785173B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610138592.2A CN105785173B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610138592.2A CN105785173B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105785173A CN105785173A (zh) 2016-07-20
CN105785173B true CN105785173B (zh) 2019-06-04

Family

ID=56392542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610138592.2A Active CN105785173B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105785173B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107918058B (zh) * 2017-11-30 2020-05-22 阳光电源股份有限公司 一种滤波电感的检测方法及装置
CN109655699A (zh) * 2019-02-01 2019-04-19 贵州精工利鹏科技有限公司 一种逆变器模块的检测设备
CN111521948B (zh) * 2020-06-15 2022-07-26 温州大学激光与光电智能制造研究院 一种基于滤波电感电压的断弧故障检测电路的检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102638057A (zh) * 2012-04-24 2012-08-15 浙江大学 一种并网逆变器控制装置
CN202798016U (zh) * 2012-09-25 2013-03-13 广东易事特电源股份有限公司 一种并网电流直流分量控制系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138543A (en) * 1991-05-31 1992-08-11 At&T Bell Laboratories Output voltage estimating circuit for a power converter having galvanic isolation between input and output circuits

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102638057A (zh) * 2012-04-24 2012-08-15 浙江大学 一种并网逆变器控制装置
CN202798016U (zh) * 2012-09-25 2013-03-13 广东易事特电源股份有限公司 一种并网电流直流分量控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
滤波电感在线估计方法在预测电流控制中的应用;孙向东等;《电工技术学报》;20090731;第24卷(第7期);150-153

Also Published As

Publication number Publication date
CN105785173A (zh) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9297862B2 (en) Systems and apparatus for fault detection in DC power sources using AC residual current detection
CN204882720U (zh) 一种智能型微机直流系统监测设备
US20090296289A1 (en) High Resistance Ground Protection Employing AC Drive Characteristics
CN202870176U (zh) 一种直流接地电阻检测装置
CN105785173B (zh) 一种逆变器交流滤波电感的智能检测装置及其检测方式
CN105021977A (zh) 一种光伏逆变器并网前交流继电器检测方法及系统
CN106932645B (zh) 基于直流it系统的绝缘电阻检测电路及检测方法
CN104698291A (zh) 三相四线制缺零线功能检测电路及检测方法
CN105652065A (zh) 用于测量电线中的差动电流的电子设备
CN103176049A (zh) 用于不接地直流系统的对地绝缘性监测的电路、装置和方法
CN102411120B (zh) 一种变电站直流系统接地选线装置
CN105259416A (zh) 一种应用于it系统的绝缘电阻检测器及其检测方法
CN106053946A (zh) 光伏直流绝缘监测方法、装置及一种光伏系统
CN104251978A (zh) 直流系统交流串扰与电压波动对继电器影响的测试装置
CN101902033B (zh) 零压降智能保护装置
CN104682354B (zh) 检测短接二极管
CN105823963A (zh) 一种直流电网故障检测定位装置
CN105675998B (zh) 接地阻抗测量装置及其操作方法
CN104104330A (zh) 一种用于光伏储能系统的绝缘检测系统及其方法
CN203191498U (zh) 小电流接地选线装置
CN205176140U (zh) 一种应用于it系统的绝缘电阻检测器
CN204374371U (zh) 一种直流绝缘监测装置检测电桥的故障报警电路
CN207977729U (zh) 一种漏电保护装置
CN206684227U (zh) 基于直流it系统的绝缘电阻检测电路
CN209327480U (zh) 一种施加中频电压信号的配电网线路检修接地检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200521

Address after: Shenzhen Nanshan District City, Guangdong province 518000 Pine Industrial Park outside the small Thai Bai Lu Bai mang mulberry

Patentee after: MOSO POWER SUPPLY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 518000 area a, floor 1 - area a, floor 7, building 1, No. 1061, xisongbai Road, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: SHENZHEN MOSO ELECTRIC Co.,Ltd.