CN116660702B - 一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备 - Google Patents

一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备 Download PDF

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Abstract

本申请属于电机检测技术领域,公开了一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备,在三相交流电源供电后和三相电机运行前,只需要通过控制第一检测开关、第二检测开关和各IGBT开关通断,可对母线电容C1进行充电后,令母线电容C1、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电,从而获取母线电容C1针对各相形成的放电曲线和相电流,即可根据各相的放电曲线和相电流判断各相的对地绝缘异常情况;实现三相电机各相对地绝缘异常情况的在线检测,保证在三相电机运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全。

Description

一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备
技术领域
本申请涉及电机检测技术领域,具体而言,涉及一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备。
背景技术
目前,在电机驱动领域,在对三相电机的进行绝缘电阻检测时,主要针对电机三相线圈之间以及各相线圈对地的绝缘电阻进行检测,其中,在对各相线圈对地的绝缘电阻进行检测时,一般是在离线状态下进行三相线圈对地的绝缘电阻的独立检测,在离线状态下进行检测,可能存在上电时未能及时检测到绝缘异常或由于疏忽而导致漏检;因此需要寻求一种能够在线检测出三相电机各相是否存在对地绝缘异常情况(如对地短路、对地绝缘性能下降等)的检测方法及系统。
发明内容
本申请的目的在于提供一种三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备,能够在线检测出三相电机各相是否存在对地绝缘异常情况。
第一方面,本申请提供了一种三相电机绝缘电阻检测系统,包括三相电机、控制芯片、三相交流电源、三相交流电切换开关、整流器和母线电容C1,所述三相交流电源、所述三相交流电切换开关和所述整流器依次连接,还包括:
逆变桥模块,所述逆变桥模块包括组成第一桥臂的第一IGBT开关S1和第四IGBT开关S4、组成第二桥臂的第二IGBT开关S2和第五IGBT开关S5、组成第三桥臂的第三IGBT开关S3和第六IGBT开关S6;所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂的一端连接形成第一并接端,所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂的另一端连接形成第二并接端,所述母线电容C1的两端分别与所述第一并接端和所述第二并接端连接,所述第一并接端与所述整流器的正输出端连接;所述三相电机的U相、V相、W相分别通过供电线与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂连接;所述控制芯片用于控制所述逆变桥模块的各IGBT开关通断断;
第一电压检测装置,所述第一电压检测装置与所述母线电容C1并联,并用于检测所述母线电容C1的电压;
信号采集电路,所述信号采集电路用于检测所述三相电机各相的电流;
测试电阻R4和第一检测开关,所述测试电阻R4和所述第一检测开关串联连接在所述整流器的负输出端与所述逆变桥模块的所述第二并接端之间;所述控制芯片还用于控制所述第一检测开关通断;
第二检测开关,所述第二检测开关的一端与所述逆变桥模块的所述第二并接端连接,另一端接地。
利用上述三相电机绝缘电阻检测系统,在三相交流电源供电后和三相电机运行前,只需要通过控制第一检测开关、第二检测开关和各IGBT开关通断,可对母线电容C1进行充电后,令母线电容C1、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电,从而获取母线电容C1针对各相形成的放电曲线和相电流,即可根据各相的放电曲线和相电流判断各相的对地绝缘异常情况;实现三相电机各相对地绝缘异常情况的在线检测,保证在三相电机运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全。
优选地,所述信号采集电路包括第二电压检测装置、第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3,所述第一检测电阻R1设置在所述U相与所述第一桥臂的所述供电线上,所述第二检测电阻R2设置在所述V相与所述第二桥臂的所述供电线上,所述第三检测电阻R3设置在所述W相与所述第三桥臂的所述供电线上,所述第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3的两端均与所述第二电压检测装置并联连接。
第二方面,本申请提供了一种三相电机绝缘电阻检测方法,应用于前文所述的三相电机绝缘电阻检测系统,包括步骤:
A1.在所述三相交流电源供电后和所述三相电机运行前,使所述逆变桥模块的所有IGBT开关、所述三相交流电切换开关、所述第一检测开关和所述第二检测开关断开;
A2.依次以所述三相电机的各相为目标相,并针对所述目标相执行:
A201.利用所述整流器对所述母线电容C1充电;
A202.保持所述第一检测开关关断,接通第二检测开关和对应的IGBT开关,使所述母线电容C1、对应的检测电阻、所述目标相和地之间形成通路以使所述母线电容C1放电;
A203.获取所述母线电容C1的放电曲线和所述目标相的相电流;
A3.根据各所述目标相对应的所述母线电容C1的所述放电曲线和所述相电流判断各所述目标相的对地绝缘异常情况。
通过该方法能够实现三相电机各相对地绝缘异常情况的在线检测,保证在三相电机运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全。
优选地,步骤A201包括:
闭合所述三相交流电切换开关和所述第一检测开关,以对所述母线电容C1充电;
充电完毕后,断开所述三相交流电切换开关和所述第一检测开关。
优选地,步骤A203包括:
基于电流计算公式,根据所述第二电压检测装置测得的对应的检测电阻的电压,计算所述目标相的相电流;
根据所述第一电压检测装置测得的所述母线电容C1的电压,生成所述放电曲线。
优选地,步骤A3包括:
A301.根据所述放电曲线获取初始电压值和放电后电压值;
A302.基于RC电路放电时间计算公式,根据所述初始电压值和所述放电后电压值计算放电时间;
A303.根据所述放电时间与所述相电流判断各所述目标相的对地绝缘异常情况。
仅需要简单地对比放电时间和相电流即可实现各相对地绝缘异常情况的判断,判断逻辑简单。
优选地,所述RC电路放电时间计算公式为:
t=(lnV0-lnVc)*RC;
其中,t为放电时间,V0为所述初始电压值,Vc为所述放电后电压值,C为所述母线电容C1的电容值,R为放电通路的总电阻。
优选地,步骤A303包括:
若各目标相对应的所述放电时间均大于预设的时间阈值,且各目标相两两之间的所述相电流的偏差的绝对值均不超过预设的偏差阈值,则判定各所述目标相均对地绝缘性能良好;
若一目标相的所述相电流与至少一个其它目标相的所述相电流的偏差大于预设的偏差阈值,或者一目标相的所述放电时间不大于预设的时间阈值,则判定所述目标相对地绝缘性能异常。
综合放电时间和相电流来判断各相的对地绝缘性能异常情况,能够更加准确地判断出各相的对地绝缘性能异常情况。
第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,运行如前文所述的三相电机绝缘电阻检测方法中的步骤。
第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时运行如前文所述的三相电机绝缘电阻检测方法中的步骤。
有益效果:本申请提供的三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备,在三相交流电源供电后和三相电机运行前,只需要通过控制第一检测开关、第二检测开关和各IGBT开关通断,可对母线电容C1进行充电后,令母线电容C1、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电,从而获取母线电容C1针对各相形成的放电曲线和相电流,即可根据各相的放电曲线和相电流判断各相的对地绝缘异常情况;实现三相电机各相对地绝缘异常情况的在线检测,保证在三相电机运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全。
附图说明
图1为本申请实施例提供的三相电机绝缘电阻检测系统的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的三相电机绝缘电阻检测方法的流程图。
图3为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图4为母线电容C1充电过程的示意图。
图5为母线电容C1对U相放电过程的示意图。
图6为母线电容C1对V相放电过程的示意图。
图7为母线电容C1对W相放电过程的示意图。
标号说明:1、三相电机;2、三相交流电源;3、三相交流电切换开关;4、整流器;5、逆变桥模块;6、第一电压检测装置;7、信号采集电路;8、第一检测开关;9、第二检测开关;10、第二电压检测装置;301、处理器;302、存储器;303、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1,图1是本申请一些实施例中的一种三相电机绝缘电阻检测系统,包括三相电机1、控制芯片(图中没有显示)、三相交流电源2、三相交流电切换开关3、整流器4和母线电容C1,三相交流电源2、三相交流电切换开关3和整流器4依次连接,还包括:
逆变桥模块5,所述逆变桥模块5包括组成第一桥臂的第一IGBT开关S1和第四IGBT开关S4、组成第二桥臂的第二IGBT开关S2和第五IGBT开关S5、组成第三桥臂的第三IGBT开关S3和第六IGBT开关S6;所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂的一端连接形成第一并接端,所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂的另一端连接形成第二并接端,所述母线电容C1的两端分别与所述第一并接端和所述第二并接端连接,所述第一并接端与所述整流器4的正输出端连接;所述三相电机1的U相、V相、W相分别通过供电线与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂连接;所述控制芯片用于控制所述逆变桥模块5的各IGBT开关通断;
第一电压检测装置6,该第一电压检测装置6与母线电容C1并联,并用于检测母线电容C1的电压;
信号采集电路7,该信号采集电路7用于检测三相电机各相的电流;
测试电阻R4和第一检测开关8,测试电阻R4和第一检测开关8串联连接在整流器4的负输出端与逆变桥模块5的第二并接端b之间;控制芯片还用于控制第一检测开关8通断;
第二检测开关9,该第二检测开关9的一端与逆变桥模块5的第二并接端b连接,另一端接地。
利用上述三相电机绝缘电阻检测系统,在三相交流电源2供电后和三相电机1运行前,只需要通过控制第一检测开关8、第二检测开关9和各IGBT开关通断,可对母线电容C1进行充电后,令母线电容C1、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电,从而获取母线电容C1针对各相形成的放电曲线和相电流,即可根据各相的放电曲线和相电流判断各相的对地绝缘异常情况(具体检测过程可参考后文的三相电机绝缘电阻检测方法);实现三相电机1各相对地绝缘异常情况的在线检测,保证在三相电机1运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全。
其中,图1中,三相电机1的U相、V相、W相的连接端与地之间通过虚线连接线连接的虚拟电阻R5,表示各相与地之间的绝缘电阻,并非真实连接在U相、V相、W相的连接端与地之间的电阻。各相对地绝缘异常,是指各相对应的虚拟电阻R5为零或减小的情况。
具体地,见图1,信号采集电路7包括第二电压检测装置10、第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3,第一检测电阻R1设置在U相与第一桥臂的供电线上,第二检测电阻R2设置在V相与第二桥臂的供电线上,第三检测电阻R3设置在W相与第三桥臂的供电线上,第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3的两端均与第二电压检测装置10并联连接。通过第二电压检测装置10可检测各检测电阻的电压,再结合各检测电阻的电阻值,可以计算出各相的相电流,用以进行对地绝缘异常情况的检测分析。
其中,U相的供电线连接在第一桥臂中的第一IGBT开关S1和第四IGBT开关S4之间,V相的供电线连接在第二桥臂中的第二IGBT开关S2和第五IGBT开关S5之间,W相的供电线连接在第三桥臂中的第三IGBT开关S3和第六IGBT开关S6之间。
进一步地,第一IGBT开关S1、第二IGBT开关S2、第三IGBT开关S3、第四IGBT开关S4、第五IGBT开关S5、第六IGBT开关S6分别反向并联有第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6。
参考图2,本申请提供了一种三相电机绝缘电阻检测方法,应用于前文的三相电机绝缘电阻检测系统,包括步骤:
A1.在三相交流电源2供电后和三相电机1运行前,使逆变桥模块5的所有IGBT开关、三相交流电切换开关3、第一检测开关8和第二检测开关9断开;
A2.依次以三相电机1的各相为目标相,并针对目标相执行:
A201.利用整流器4对母线电容C1充电;
A202.保持第一检测开关8关断,接通第二检测开关9和对应的IGBT开关,使母线电容C1、对应的检测电阻、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电;
A203.获取母线电容C1的放电曲线和目标相的相电流;
A3.根据各目标相对应的母线电容C1的放电曲线和相电流判断各目标相的对地绝缘异常情况。
通过该方法能够实现三相电机1各相对地绝缘异常情况的在线检测,保证在三相电机1运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全。
在一些实施方式中,该三相电机绝缘电阻检测方法应用于三相电机绝缘电阻检测系统的控制芯片中(即该控制芯片还用于执行以上步骤)。
具体地,步骤A201包括:
闭合三相交流电切换开关3和第一检测开关8,以对母线电容C1充电;
充电完毕后,断开三相交流电切换开关3和第一检测开关8。
参考图4,保持所有IGBT开关和第二检测开关9断开,把三相交流电切换开关3和第一检测开关8闭合,此时三相交流电源2、整流器4、母线电容C1、测试电阻R4之间形成通路,从而形成充电电流(电流方向如图4中线路中的箭头方向所示),可保持该状态至预设充电时间后(该预设充电时间可预先通过试验确定,经过该预设充电时间后,可认为充电完毕),断开三相交流电切换开关3和第一检测开关8。
其中,步骤A202中需要接通的IGBT开关为目标相所连接的桥臂中能够连通该目标相和母线电容C1正极的IGBT开关,以图1所示的电路为例,与U相对应的需要接通的IGBT开关为第一IGBT开关S1,与V相对应的需要接通的IGBT开关为第二IGBT开关S2,与W相对应的需要接通的IGBT开关为第三IGBT开关S3。从而,步骤A202中,当目标相为U相时,接通第二检测开关9和第一IGBT开关S1,此时,母线电容C1、第一检测电阻R1、U相和地之间形成通路,从而产生放电电流,该放电电流即为相电流,例如图5中的线路中的箭头方向所示的电流为U相的相电流;同理,当目标相为V相时,接通第二检测开关9和第二IGBT开关S2,此时的相电流的方向如图6所示;当目标相为W相时,接通第二检测开关9和第三IGBT开关S3,此时的相电流的方向如图7所示。
进一步地,步骤A203包括:
基于电流计算公式,根据第二电压检测装置10测得的对应的检测电阻的电压,计算目标相的相电流;
根据第一电压检测装置6测得的母线电容C1的电压,生成放电曲线。
其中,电流计算公式为:
I=v/r;
其中,I为目标相的相电流,v为第二电压检测装置10测得的目标相的对应检测电阻的电压,r为目标相的对应检测电阻的电阻值(为已知值)。例如,当目标相为U相时,I为U相的相电流,v为第一检测电阻R1的电压,r为第一检测电阻R1的电阻值。
其中,v是目标相的对应检测电阻的电压的最大值,由于随着放电过程的持续,母线电容C1的电压会逐渐下降,用第二电压检测装置10检测到检测电阻的电压的最大值来进行相电流的计算,从而该相电流为目标相对应的放电电流最大值。
其中,第一电压检测装置6按预设采样频率对母线电容C1的电压进行采样,得到一系列的电压数值,通过该一系列的电压数值拟合得到放电曲线。
需要说明的是,每个目标相完成放电后,需要重新断开对应的IGBT开关和第二检测开关9,避免影响下一个目标相检测时对母线电容C1充电,即步骤A203之后,还包括步骤:
A204.在母线电容C1放电完毕后,断开对应的IGBT开关和第二检测开关9。
其中,可预先通过试验确定预设放电时间,在母线电容C1放电的时间达到该预设放电时间时,认为放电完毕。
优选地,步骤A3包括:
A301.根据放电曲线获取初始电压值和放电后电压值;
A302.基于RC电路放电时间计算公式,根据初始电压值和放电后电压值计算放电时间;
A303.根据放电时间与相电流判断各目标相的对地绝缘异常情况。
仅需要简单地对比放电时间和相电流即可实现各相对地绝缘异常情况的判断,判断逻辑简单。
其中,步骤A301中,放电后电压值可以是放电曲线的收敛值,也可以是放电曲线中放电结束时刻的电压值。
其中,RC电路放电时间计算公式为:
t=(lnV0-lnVc)*RC;
其中,t为放电时间,V0为初始电压值,Vc为放电后电压值,C为母线电容C1的电容值(为已知量),R为放电通路的总电阻,R可用母线电容C1电压的最大值(由第一电压检测装置6检测得到)除以目标相的相电流I(即目标相对应的放电电流最大值)得到。其中,放电通路是由地、母线电容C1、目标相对应的检测电阻和目标相连通形成的通路。
在一些实施方式中,步骤A303包括:
若各目标相对应的放电时间均大于预设的时间阈值,且各目标相两两之间的相电流的偏差的绝对值均不超过预设的偏差阈值(该偏差阈值可根据实际需要设置),则判定各目标相均对地绝缘性能良好;
若一目标相(以下称之为第一目标相)的相电流与至少一个其它目标相的相电流的偏差大于预设的偏差阈值,或者一目标相(第一目标相)的放电时间不大于预设的时间阈值,则判定该目标相(第一目标相)对地绝缘性能异常。
综合放电时间和相电流来判断各相的对地绝缘性能异常情况,能够更加准确地判断出各相的对地绝缘性能异常情况。
其中,预设的时间阈值可以通过以下方式确定:针对各相均对地绝缘性能良好的三相电机1,通过试验获取各相的放电时间(获取过程参考前文),获取各相的放电时间中的最小值,以该最小值的c倍作为时间阈值,其中,0<c<1,c可根据实际需要设置,例如为0.8,但不限于此。
由上可知,该三相电机绝缘电阻检测方法,通过在三相交流电源2供电后和三相电机1运行前,使逆变桥模块5的所有IGBT开关、三相交流电切换开关3、第一检测开关8和第二检测开关9断开;依次以三相电机1的各相为目标相,并针对目标相执行:A201.利用整流器4对母线电容C1充电;A202.接通第二检测开关9和对应的IGBT开关,使母线电容C1、对应的检测电阻、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电;A203.获取母线电容C1的放电曲线和目标相的相电流;根据各目标相对应的母线电容C1的放电曲线和相电流判断各目标相的对地绝缘异常情况;从而能够在线检测出三相电机各相是否存在对地绝缘异常情况。
请参照图3,图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,本申请提供一种电子设备,包括:处理器301和存储器302,处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯,存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序,当电子设备运行时,处理器301执行该计算机程序,以执行上述实施例的任一可选的实现方式中的三相电机绝缘电阻检测方法,以实现以下功能:在三相交流电源2供电后和三相电机1运行前,使逆变桥模块5的所有IGBT开关、三相交流电切换开关3、第一检测开关8和第二检测开关9断开;依次以三相电机1的各相为目标相,并针对目标相执行:A201.利用整流器4对母线电容C1充电;A202.接通第二检测开关9和对应的IGBT开关,使母线电容C1、对应的检测电阻、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电;A203.获取母线电容C1的放电曲线和目标相的相电流;根据各目标相对应的母线电容C1的放电曲线和相电流判断各目标相的对地绝缘异常情况。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,执行上述实施例的任一可选的实现方式中的三相电机绝缘电阻检测方法,以实现以下功能:在三相交流电源2供电后和三相电机1运行前,使逆变桥模块5的所有IGBT开关、三相交流电切换开关3、第一检测开关8和第二检测开关9断开;依次以三相电机1的各相为目标相,并针对目标相执行:A201.利用整流器4对母线电容C1充电;A202.接通第二检测开关9和对应的IGBT开关,使母线电容C1、对应的检测电阻、目标相和地之间形成通路以使母线电容C1放电;A203.获取母线电容C1的放电曲线和目标相的相电流;根据各目标相对应的母线电容C1的放电曲线和相电流判断各目标相的对地绝缘异常情况。其中,计算机可读存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory, 简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory, 简称PROM),只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
综上所述,本申请提供的三相电机绝缘电阻检测方法及其相关设备具有以下优点:
1.该三相电机绝缘电阻检测系统基于基础电机拓扑结构以及相电流采样电路的特点进行应用设计,仅需增加两个额外的开关(第一检测开关8和第二检测开关9),即可完成在线对三相电机1各相对地绝缘异常情况的检测以及判断哪个相可能存在绝缘能力不足或短路问题;
2.故障判断逻辑简单,用于判断的电路简单,仅需要进行简单控制和数据记录对比即可;
3.能够实现在线检测,保证在三相电机1运行之前就能够发现问题和诊断问题,并及时反馈给使用者,保证了整个电路和使用者的安全;
4.通过对检测电阻两端的电压进行检测用以推算相电流,同时结合母线电容C1两端的电压检测所获得的RC放电时间,二者的结合可以更加准确的判断出三相电机1各个相的绝缘情况以及是否在运行之前有短路情况。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三相电机绝缘电阻检测方法,其特征在于,应用于三相电机绝缘电阻检测系统,所述三相电机绝缘电阻检测系统包括三相电机(1)、控制芯片、三相交流电源(2)、三相交流电切换开关(3)、整流器(4)和母线电容C1,所述三相交流电源(2)、所述三相交流电切换开关(3)和所述整流器(4)依次连接,还包括:
逆变桥模块(5),所述逆变桥模块(5)包括组成第一桥臂的第一IGBT开关S1和第四IGBT开关S4、组成第二桥臂的第二IGBT开关S2和第五IGBT开关S5、组成第三桥臂的第三IGBT开关S3和第六IGBT开关S6;所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂的一端连接形成第一并接端,所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂的另一端连接形成第二并接端,所述母线电容C1的两端分别与所述第一并接端和所述第二并接端连接,所述第一并接端与所述整流器(4)的正输出端连接;所述三相电机(1)的U相、V相、W相分别通过供电线与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第三桥臂连接;所述控制芯片用于控制所述逆变桥模块(5)的各IGBT开关通断;
第一电压检测装置(6),所述第一电压检测装置(6)与所述母线电容C1并联,并用于检测所述母线电容C1的电压;
信号采集电路(7),所述信号采集电路(7)用于检测所述三相电机(1)各相的电流;
测试电阻R4和第一检测开关(8),所述测试电阻R4和所述第一检测开关(8)串联连接在所述整流器(4)的负输出端与所述逆变桥模块(5)的所述第二并接端之间;所述控制芯片还用于控制所述第一检测开关(8)通断;
第二检测开关(9),所述第二检测开关(9)的一端与所述逆变桥模块(5)的所述第二并接端连接,另一端接地;
所述信号采集电路(7)包括第二电压检测装置(10)、第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3,所述第一检测电阻R1设置在所述U相与所述第一桥臂的所述供电线上,所述第二检测电阻R2设置在所述V相与所述第二桥臂的所述供电线上,所述第三检测电阻R3设置在所述W相与所述第三桥臂的所述供电线上,所述第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3的两端均与所述第二电压检测装置(10)并联连接;
所述三相电机绝缘电阻检测方法包括步骤:
A1.在所述三相交流电源(2)供电后和所述三相电机(1)运行前,使所述逆变桥模块(5)的所有IGBT开关、所述三相交流电切换开关(3)、所述第一检测开关(8)和所述第二检测开关(9)断开;
A2.依次以所述三相电机(1)的各相为目标相,并针对所述目标相执行:
A201.利用所述整流器(4)对所述母线电容C1充电;
A202.保持所述第一检测开关(8)关断,接通第二检测开关(9)和对应的IGBT开关,使所述母线电容C1、对应的检测电阻、所述目标相和地之间形成通路以使所述母线电容C1放电;
A203.获取所述母线电容C1的放电曲线和所述目标相的相电流;
A3.根据各所述目标相对应的所述母线电容C1的所述放电曲线和所述相电流判断各所述目标相的对地绝缘异常情况;
步骤A3包括:
A301.根据所述放电曲线获取初始电压值和放电后电压值;
A302.基于RC电路放电时间计算公式,根据所述初始电压值和所述放电后电压值计算放电时间;
A303.根据所述放电时间与所述相电流判断各所述目标相的对地绝缘异常情况;
步骤A303包括:
若各目标相对应的所述放电时间均大于预设的时间阈值,且各目标相两两之间的所述相电流的偏差的绝对值均不超过预设的偏差阈值,则判定各所述目标相均对地绝缘性能良好;
若一目标相的所述相电流与至少一个其它目标相的所述相电流的偏差大于预设的偏差阈值,或者一目标相的所述放电时间不大于预设的时间阈值,则判定所述目标相对地绝缘性能异常。
2.根据权利要求1所述的三相电机绝缘电阻检测方法,其特征在于,步骤A201包括:
闭合所述三相交流电切换开关(3)和所述第一检测开关(8),以对所述母线电容C1充电;
充电完毕后,断开所述三相交流电切换开关(3)和所述第一检测开关(8)。
3.根据权利要求1所述的三相电机绝缘电阻检测方法,其特征在于,步骤A203包括:
基于电流计算公式,根据所述第二电压检测装置(10)测得的对应的检测电阻的电压,计算所述目标相的相电流;
根据所述第一电压检测装置(6)测得的所述母线电容C1的电压,生成所述放电曲线。
4.根据权利要求1所述的三相电机绝缘电阻检测方法,其特征在于,所述RC电路放电时间计算公式为:
t=(lnV0-lnVc)*RC;
其中,t为放电时间,V0为所述初始电压值,Vc为所述放电后电压值,C为所述母线电容C1的电容值,R为放电通路的总电阻。
5.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,运行如权利要求1-4任一项所述的三相电机绝缘电阻检测方法中的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-4任一项所述的三相电机绝缘电阻检测方法中的步骤。
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Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5983067A (ja) * 1982-11-04 1984-05-14 Toshiba Corp 電気機器の絶縁診断方法
US4562390A (en) * 1983-10-05 1985-12-31 Hitachi, Ltd. Insulation resistance measurement in static leonard apparatus
JPH0240572A (ja) * 1988-08-01 1990-02-09 Hitachi Ltd インバータ装置
CN101087125A (zh) * 2007-06-25 2007-12-12 中国科学院电工研究所 一种具有寿命预测功能的电动汽车电机驱动系统
CN101769991A (zh) * 2009-01-05 2010-07-07 发那科株式会社 电动机的绝缘老化检测装置
ES2358135A1 (es) * 2008-09-22 2011-05-06 GAMESA INNOVATION &amp; TECHNOLOGY, S.L. Método de detección de fallos en un convertidor de frecuencia acoplado al generador de un aerogenerador.
CN102317800A (zh) * 2009-03-05 2012-01-11 三菱电机株式会社 绝缘老化检测装置
JP2012093169A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Murata Mach Ltd モータの絶縁劣化検出装置
JP2012233826A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Sanyo Denki Co Ltd モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
KR20130110288A (ko) * 2012-03-29 2013-10-10 엘에스산전 주식회사 인버터의 직류링크 커패시터 진단장치
DE102013012163A1 (de) * 2013-07-19 2015-01-22 Daimler Ag Prüfvorrichtung zum Prüfen von Hochvolt-Komponenten eines Fahrzeugs
CN104901589A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 发那科株式会社 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法
CN105358997A (zh) * 2013-11-22 2016-02-24 三菱电机株式会社 绝缘检测器以及电子设备
CN106569129A (zh) * 2016-10-09 2017-04-19 深圳市海浦蒙特科技有限公司 电机安全检测方法及系统和电机控制系统
CN109839593A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 发那科株式会社 电动机驱动装置以及测定方法
CN110275093A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 大隈株式会社 电动机的绝缘劣化检测装置
CN110456270A (zh) * 2019-08-09 2019-11-15 清华大学 一种电机绝缘在线监测方法及装置
CN111352012A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 车辆、电机驱动系统及其绝缘检测方法和装置
CN114448266A (zh) * 2020-11-02 2022-05-06 大隈株式会社 具有电机绝缘性检查功能的逆变器系统

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5983067A (ja) * 1982-11-04 1984-05-14 Toshiba Corp 電気機器の絶縁診断方法
US4562390A (en) * 1983-10-05 1985-12-31 Hitachi, Ltd. Insulation resistance measurement in static leonard apparatus
JPH0240572A (ja) * 1988-08-01 1990-02-09 Hitachi Ltd インバータ装置
CN101087125A (zh) * 2007-06-25 2007-12-12 中国科学院电工研究所 一种具有寿命预测功能的电动汽车电机驱动系统
ES2358135A1 (es) * 2008-09-22 2011-05-06 GAMESA INNOVATION &amp; TECHNOLOGY, S.L. Método de detección de fallos en un convertidor de frecuencia acoplado al generador de un aerogenerador.
CN101769991A (zh) * 2009-01-05 2010-07-07 发那科株式会社 电动机的绝缘老化检测装置
CN102317800A (zh) * 2009-03-05 2012-01-11 三菱电机株式会社 绝缘老化检测装置
JP2012093169A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Murata Mach Ltd モータの絶縁劣化検出装置
JP2012233826A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Sanyo Denki Co Ltd モータ制御装置及びモータの絶縁劣化検出方法
KR20130110288A (ko) * 2012-03-29 2013-10-10 엘에스산전 주식회사 인버터의 직류링크 커패시터 진단장치
DE102013012163A1 (de) * 2013-07-19 2015-01-22 Daimler Ag Prüfvorrichtung zum Prüfen von Hochvolt-Komponenten eines Fahrzeugs
CN105358997A (zh) * 2013-11-22 2016-02-24 三菱电机株式会社 绝缘检测器以及电子设备
CN104901589A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 发那科株式会社 电动机驱动装置以及电动机的绝缘电阻检测方法
CN106569129A (zh) * 2016-10-09 2017-04-19 深圳市海浦蒙特科技有限公司 电机安全检测方法及系统和电机控制系统
CN109839593A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 发那科株式会社 电动机驱动装置以及测定方法
CN110275093A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 大隈株式会社 电动机的绝缘劣化检测装置
CN111352012A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 车辆、电机驱动系统及其绝缘检测方法和装置
CN110456270A (zh) * 2019-08-09 2019-11-15 清华大学 一种电机绝缘在线监测方法及装置
CN114448266A (zh) * 2020-11-02 2022-05-06 大隈株式会社 具有电机绝缘性检查功能的逆变器系统

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