CN205374623U - 霍尔故障检测装置及逆变器 - Google Patents

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林凤翔
冼成瑜
魏晓亮
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Abstract

本实用新型公开了一种霍尔故障检测装置及逆变器，所述霍尔故障检测装置包括：A相霍尔、B相霍尔、C相霍尔、第一信号处理回路、第二信号处理回路、第三信号处理回路和数字信号处理电路；其中，A相霍尔与第一信号处理回路连接，B相霍尔与第二信号处理回路连接，C相霍尔与第三信号处理回路连接；第一信号处理回路、第二信号处理回路和第三信号处理回路均与数字信号处理电路连接。实施本实用新型的有益效果是，故障检测的阈值灵活可调，有效防止误报，避免不必要的操作；机制稳定可靠，能有效避免人为误操作导致机器因二次故障导致的设备损坏。

Description

霍尔故障检测装置及逆变器
技术领域
本实用新型涉及逆变器领域，更具体地说，涉及一种霍尔故障检测装置及逆变器。
背景技术
随着并网逆变器应用日益广泛，由于霍尔故障引起的炸机现象逐渐凸显。必须实现在线、快速、准确地判断出故障，并及时关机，才能避免引起更严重的机器故障。
目前并网逆变器上使用的霍尔故障检测都是线下进行，需要人为干预。
因此，现有技术存在缺陷，需要解决。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种霍尔故障检测装置及逆变器。
第一方面，本发明实施例提供一种霍尔故障检测装置，应用于逆变器，包括：
A相霍尔、B相霍尔、C相霍尔、第一信号处理回路、第二信号处理回路、第三信号处理回路和数字信号处理电路；
其中，A相霍尔与第一信号处理回路连接，B相霍尔与第二信号处理回路连接，C相霍尔与第三信号处理回路连接；第一信号处理回路、第二信号处理回路和第三信号处理回路均与数字信号处理电路连接；
A相霍尔用于采样电感电流；
第一信号处理回路用于将A相霍尔采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值；
B相霍尔用于采样电感电流；
第二信号处理回路用于将B相霍尔采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值；
C相霍尔用于采样电感电流；
第三信号处理回路用于将C相霍尔103采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值；
数字信号处理电路用于对电感电流值进行采样，并进行三相电流求和后与第一预设阈值进行比较，并根据比较结果输出示警信号以及脉冲封锁信号。
在一个实施例中，所述数字信号处理电路还用于若逆变器系统的辅助电源掉电，则对电感电流值进行采样，并进行三相电流求和后与第二预设阈值进行比较，并根据比较结果输出示警信号以及脉冲封锁信号。
在一个实施例中，所述霍尔故障检测装置还包括：
开关模块，用于在预设条件下，关闭逆变器。
在一个实施例中，所述第一信号处理回路201、第二信号处理回路202和第三信号处理回路均分别包括：依次连接的信号输入模块、第一电压跟随模块、放大滤波模块、第二电压跟随模块和信号输出模块。
在一个实施例中，所述信号输入模块包括：接口J1；所述第一电压跟随模块包括电压跟随器L1；所述放大滤波模块包括运算放大器L2、电阻R7和电阻R8；所述第二电压跟随模块包括：电压跟随器L1；所述信号输出模块包括电阻R10、二极管D2和二极管D1。
在一个实施例中，接口J1与A相霍尔101连接，接口J1的引脚还分别与+15V和-15V电源连接，接口J1包括一接地引脚；
接口J1的一输出引脚经电阻R1与电压跟随器L1的同相输入端连接；
电压跟随器L1的反相输入端与电压跟随器L1的输出端连接；
电压跟随器L1的输出端经电阻R3与运算放大器L2的同相输入端连接；
运算放大器L2的反相输入端经电阻R6与运算放大器L2的输出端连接；
运算放大器L2的输出端经电阻R7和电阻R9与电压跟随器L3的反相输入端连接；电阻R8的一端接地，另一端与电阻R7连接；电压跟随器L3的同相输入端与电容C2的一端连接，并与电压跟随器L3的输出端连接；电容C2的另一端与电阻R7和电阻R9连接；电压跟随器L3的输出端经电阻10与数字信号处理电路301连接；电压跟随器L3的输出端还分别与二极管D1的阴极和二极管D2的阳极连接；二极管D1的阳极接地。二极管D2的阴极与3.3V电源连接。
第二方面，本发明实施例提供一种逆变器，包括上述霍尔故障检测装置。
实施本实用新型的霍尔故障检测装置及逆变器，具有以下有益效果：故障检测的阈值灵活可调，有效防止误报，避免不必要的操作；机制稳定可靠，能有效避免人为误操作导致机器因二次故障导致的设备损坏；利用高速运放，对霍尔信号进行处理，有效防止相位偏置；数字信号处理电路进行故障判断及逻辑处理，芯片处理速度快，可靠性高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例的霍尔故障检测装置的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例的信号处理回路的电路结构图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
参见图1为本发明实施例的霍尔故障检测装置的结构示意图。本发明实施例的霍尔故障检测装置应用于逆变器，其包括：
A相霍尔101、B相霍尔102、C相霍尔103、第一信号处理回路201、第二信号处理回路202、第三信号处理回路203和数字信号处理电路301。
其中，A相霍尔101与第一信号处理回路201连接，B相霍尔102与第二信号处理回路202连接，C相霍尔103与第三信号处理回路203连接。第一信号处理回路201、第二信号处理回路202和第三信号处理回路203均与数字信号处理电路301连接。
A相霍尔101用于采样电感电流。第一信号处理回路201用于将A相霍尔101采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值。
B相霍尔102用于采样电感电流。第二信号处理回路202用于将B相霍尔102采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值。
C相霍尔103用于采样电感电流。第三信号处理回路203用于将C相霍尔103采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值。
数字信号处理电路301用于对电感电流值进行采样，并进行三相电流求和后与第一预设阈值进行比较，并根据比较结果输出示警信号以及脉冲封锁信号(IGBT封锁信号)。
在本实用新型的一个实施例中，第一预设阈值为零。由于三线制逆变器系统无法产生零序电流，因此，将三相电流求和后与第一预设阈值进行比较，若三相电流之和为零，则说明发生了霍尔故障。由此，本实用新型实施例中，根据比较结果输出示警信息以及脉冲封锁信号具体为：
若三相电流之和为零，则输出示警信号和脉冲封锁信号。
输出脉冲封锁信号，则在一个控制周期内，封锁IGBT，以保护IGBT。
当监控接到示警信息时，技术人员可进行故障点确认并更换相应器件的操作，以便再次开机运行。
在本实用新型的一实施例中，若逆变器系统的辅助电源掉电，则数字信号处理电路用于对电感电流值进行采样，并进行三相电流求和后与第二预设阈值进行比较，并根据比较结果输出示警信号以及脉冲封锁信号(IGBT封锁信号)。
第二预设阈值高于第一预设阈值。由此，在本实用新型实施例中，系统辅助电源掉电过程，此时将判断霍尔异常的预设阀值调高(即采用第二阈值)，防止霍尔因供电不稳导致的故障误报。设备正常工作状态下，将预设阀值降低(即采用第一阈值)，增加检测敏感度，提高可靠性及快速性。
本实用新型实施例的第一信号处理回路201、第二信号处理回路202和第三信号处理回路均分别包括：依次连接的信号输入模块、第一电压跟随模块、放大滤波模块、第二电压跟随模块和信号输出模块。
参见图2为本实用新型一实施例的第一信号处理回路201的电路图。其中，信号输入模块包括：接口J1。第一电压跟随模块包括电压跟随器L1。放大滤波模块包括运算放大器L2、电阻R7和电阻R8。第二电压跟随模块包括：电压跟随器L1。信号输出模块包括电阻R10、二极管D2和二极管D1。
具体的，接口J1与A相霍尔101连接，接口J1的引脚还分别与+15V和-15V电源连接，接口J1包括一接地引脚。接口J1的一输出引脚(3)经电阻R1与电压跟随器L1的同相输入端连接。电压跟随器L1的反相输入端与电压跟随器L1的输出端连接。电压跟随器L1的输出端经电阻R3与运算放大器L2的同相输入端连接。运算放大器L2的反相输入端经电阻R6与运算放大器L2的输出端连接。运算放大器L2的输出端经电阻R7和电阻R9与电压跟随器L3的反相输入端连接。电阻R8的一端接地，另一端与电阻R7连接。电压跟随器L3的同相输入端与电容C2的一端连接，并与电压跟随器L3的输出端连接。电容C2的另一端与电阻R7和电阻R9连接。电压跟随器L3的输出端经电阻10与数字信号处理电路301连接。电压跟随器L3的输出端还分别与二极管D1的阴极和二极管D2的阳极连接。二极管D1的阳极接地。二极管D2的阴极与3.3V电源连接。
接口J1与A相霍尔101连接，电流信号经电阻R1传输到电压跟随器L1，电压跟随器L1输出的信号传输到运算放大器L2；经运算放大器L2处理后的信号输出到电压跟随器L3；经电压跟随器L3处理后的信号经过电阻R10和二极管D1和D2的滤波等处理后输出至数字信号处理电路301。
应理解，图2中仅示出了第一信号处理回路201的电路图，第二信号处理回路202和第三信号处理回路203的电路结构和第一信号处理回路201是相同的。
在一个实施例中，本实用新型实施例的霍尔故障检测装置还包括：
开关模块，用于在预设条件下，关闭逆变器。
由此，本实用新型实施例的霍尔故障检测装置在故障状态下，由开关模块进行关闭，并且不允许手动复位此故障，只能下电检查后才能清除故障。
本实用新型实施例的霍尔故障检测装置，具有以下优点：故障检测的阈值灵活可调，有效防止误报，避免不必要的操作；机制稳定可靠，能有效避免人为误操作导致机器因二次故障导致的设备损坏。
相应的，本实用新型实施例还提供一种逆变器，包括上述霍尔故障检测装置。
本实用新型实施例的霍尔故障检测装置及逆变器，故障检测的阈值灵活可调，有效防止误报，避免不必要的操作；机制稳定可靠，能有效避免人为误操作导致机器因二次故障导致的设备损坏。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种霍尔故障检测装置，应用于逆变器，其特征在于，包括：
A相霍尔、B相霍尔、C相霍尔、第一信号处理回路、第二信号处理回路、第三信号处理回路和数字信号处理电路；
其中，A相霍尔与第一信号处理回路连接，B相霍尔与第二信号处理回路连接，C相霍尔与第三信号处理回路连接；第一信号处理回路、第二信号处理回路和第三信号处理回路均与数字信号处理电路连接；
A相霍尔用于采样电感电流；
第一信号处理回路用于将A相霍尔采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值；
B相霍尔用于采样电感电流；
第二信号处理回路用于将B相霍尔采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值；
C相霍尔用于采样电感电流；
第三信号处理回路用于将C相霍尔采样得到的电感电流进行运放以得到真实的电感电流值；
数字信号处理电路用于对电感电流值进行采样，并进行三相电流求和后与第一预设阈值进行比较，并根据比较结果输出示警信号以及脉冲封锁信号。
2.根据权利要求1所述的霍尔故障检测装置，其特征在于，所述数字信号处理电路还用于若逆变器系统的辅助电源掉电，则对电感电流值进行采样，并进行三相电流求和后与第二预设阈值进行比较，并根据比较结果输出示警信号以及脉冲封锁信号。
3.根据权利要求1所述的霍尔故障检测装置，其特征在于，所述霍尔故障检测装置还包括：
开关模块，用于在预设条件下，关闭逆变器。
4.根据权利要求1所述的霍尔故障检测装置，其特征在于，所述第一信号处理回路、第二信号处理回路和第三信号处理回路均分别包括：依次连接的信号输入模块、第一电压跟随模块、放大滤波模块、第二电压跟随模块和信号输出模块。
5.根据权利要求4所述的霍尔故障检测装置，其特征在于，所述信号输入模块包括：接口J1；所述第一电压跟随模块包括电压跟随器L1；所述放大滤波模块包括运算放大器L2、电阻R7和电阻R8；所述第二电压跟随模块包括：电压跟随器L1；所述信号输出模块包括电阻R10、二极管D2和二极管D1。
6.根据权利要求5所述的霍尔故障检测装置，其特征在于，接口J1与A相霍尔连接，接口J1的引脚还分别与+15V和-15V电源连接，接口J1包括一接地引脚；
接口J1的一输出引脚经电阻R1与电压跟随器L1的同相输入端连接；
电压跟随器L1的反相输入端与电压跟随器L1的输出端连接；
电压跟随器L1的输出端经电阻R3与运算放大器L2的同相输入端连接；
运算放大器L2的反相输入端经电阻R6与运算放大器L2的输出端连接；
运算放大器L2的输出端经电阻R7和电阻R9与电压跟随器L3的反相输入端连接；电阻R8的一端接地，另一端与电阻R7连接；电压跟随器L3的同相输入端与电容C2的一端连接，并与电压跟随器L3的输出端连接；电容C2的另一端与电阻R7和电阻R9连接；电压跟随器L3的输出端经电阻R10与数字信号处理电路连接；电压跟随器L3的输出端还分别与二极管D1的阴极和二极管D2的阳极连接；二极管D1的阳极接地；二极管D2的阴极与3.3V电源连接。
7.一种逆变器，其特征在于，包括上述权利要求1-6任一项所述的霍尔故障检测装置。
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