CN211148834U - 一种逆变器绝缘监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变器绝缘监测装置，在逆变器的输入端连接有整流桥，逆变器绝缘监测装置包括：第一零序电抗器，其并联在交流输入电源和整流桥的输入端之间；第二零序电抗器，其连接在逆变器的输出端；绝缘监测回路，其包括直流电源和第一电阻；直流电源为绝缘监测回路供电，正极分别通过第一电感连接第一零序电抗器的零序中点且通过第二电感连接第二零序电抗器的零序中点；第一电阻连接在直流电源的负极和逆变器的外壳之间，其中外壳接地；电压采集单元，其采集第一电阻上的压降，并根据压降，输出表示逆变器是否绝缘的信号。本实用新型用于快速、准确地实现逆变器绝缘监测。

Description

一种逆变器绝缘监测装置

技术领域

本实用新型涉及逆变器绝缘监测技术领域，具体地说，涉及一种逆变器绝缘监测装置。

背景技术

在使用逆变器时由于逆变器输入侧是高压，因此，通常需要对逆变器的绝缘状态进行监测，避免高压输入侧与地相连，造成触电风险。

现有逆变器的绝缘监测形式多种多样，但是对于二极管箝位型三电平逆变器又称NPC（Neutral Point C1amped，中性点箝位）型三电平逆变器，由于其自身的整流结构及中性点对地的共模电压存在正负两个方向且不固定等问题，导致对电气回路的绝缘监测时间长且准确性差。因此，为了提高逆变器绝缘监测准确性，尤其是准确实现NPC型三电平逆变器的绝缘监测，本文提供一种逆变器绝缘监测装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种逆变器绝缘监测装置，用于快速、准确地实现逆变器绝缘监测。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种逆变器绝缘监测装置，在所述逆变器的输入端连接有整流桥，其特征在于，所述逆变器绝缘监测装置包括：第一零序电抗器，其并联在交流输入电源和所述整流桥的输入端之间；第二零序电抗器，其连接在所述逆变器的输出端；绝缘监测回路，其包括直流电源和第一电阻；所述直流电源为所述绝缘监测回路供电，正极分别通过第一电感连接所述第一零序电抗器的零序中点且通过第二电感连接所述第二零序电抗器的零序中点；所述第一电阻连接在所述直流电源的负极和所述逆变器的外壳之间，其中所述外壳接地；电压采集单元，其采集所述第一电阻上的压降，并根据所述压降，输出表示所述逆变器是否绝缘的信号。

如上所述的绝缘监测回路还包括与所述第一电阻并联的滤波电容。

如上所述的逆变器绝缘监测装置，所述电压采集单元包括电压跟随器和模数采样单元，所述电压跟随器的正极端连接在所述第一电阻和所述外壳之间，负极端与所述电压跟随器的输出端相连，所述输出端与所述模数采样单元的模数采样口相连。

如上所述的逆变器绝缘监测装置，所述模数采样单元集成在单片机内，所述单片机根据所述模数采样单元采样到的压降输出所述信号。

如上所述的逆变器绝缘监测装置，所述逆变器绝缘监测装置还包括用于指示逆变器绝缘状态的指示装置，其连接在所述单片机输出所述信号的输出引脚处。

如上所述的逆变器绝缘监测装置，所述指示装置包括指示灯、蜂鸣器或其组合。

如上所述的逆变器绝缘监测装置，所述直流电源由隔离电源提供。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过在交流输入电源输入侧和逆变器输出侧之间设置绝缘监测回路，用于检测逆变器是否存在绝缘问题，在存在绝缘问题时高压输入侧与逆变器的外壳连接，绝缘监测回路中的第一电阻上存在漏电流，通过监测第一电阻的压降，输出逆变器存在绝缘问题的信号，绝缘状态检测准确，保证逆变器使用安全，避免触电风险；且该绝缘监测装置响应速度快，缩短绝缘监测时间。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提出的逆变器绝缘监测装置的一种实施例与逆变器及整流桥连接的电路图；

图2为本实用新型提出的逆变器绝缘监测装置一种实施例与基于12脉冲输入的NPC型三电平逆变器及12脉冲整流桥连接的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

为了便于监测逆变器的绝缘状态，特别是绝缘监测较困难的NPC型三电平逆变器，避免输入高压侧与逆变器外壳相连，导致触电隐患，其中外壳与地相连，即避免输入高压侧与地相连引起触电风险，本实用新型在交流输入电源输入侧和逆变器输出侧之间设置有绝缘监测回路，用于检测高压输入侧是否有漏电流流过外壳，从而实现对逆变器的绝缘监测。为此，如图1所示，本实施例涉及一种逆变器绝缘监测装置，在逆变器1的输入端连接有整流桥2，逆变器绝缘监测装置包括：第一零序电抗器3，其并联在交流输入电源和整流桥2的输入端之间；第二零序电抗器4，其连接在逆变器2的输出端；绝缘监测回路，其包括直流电源和第一电阻R；直流电源为绝缘监测回路供电，正极分别通过第一电感L4连接第一零序电抗器3的零序中点且通过第二电感L8连接第二零序电抗器4的零序中点；第一电阻R连接在直流电源的负极（图1中标记为48GND）和逆变器1的外壳之间，其中外壳接地（图1中标记为GND）；电压采集单元5，其采集第一电阻R上的压降，并根据该压降，输出表示逆变器1是否绝缘的信号。

逆变器1接收通过整流桥2将工频电源整流成的直流电源并输出交流电，在本实施例中，在输入至整流桥2的交流输入电源和整流桥2的输入端之间并联设置有第一零序电抗器3，形成输入侧零序中点，且在逆变器1的输出端连接有第二零序电抗器4，形成输出侧零序中点，该第一零序电抗器3由三个电感器L1、L2和L3呈星型连接形成，第二零序电抗器4由电感器L5、L6和L7呈星型连接形成，输入侧零序中点和输出侧零序中点通过第一电感L4和第二电感L8相连，且直流电源的正极连接在第一电感L4和第二电感L8之间的连接点处，第一电感L4和第二电感L8的电感量选择在毫亨（mH）级别，因此，在逆变器2工作时，输入侧零序中点和输出侧零序中点之间的耦合回路上的耦合电流非常小，不影响逆变器1的正常工作。

如图1所示，在本实施例中，绝缘监测装置还包括绝缘监测回路，其由直流电源供电，正极连接在第一电感L4和第二电感L8的连接点处，设备外壳通过第一电阻R连接在直流电源的负极，电压采集单元5采集第一电阻R上的压降，在逆变器1与外壳绝缘时，绝缘监测回路不导通，此时第一电阻R上无电流通过，压降为零，而在逆变器1与外壳存在绝缘问题时，绝缘监测回路导通，会在第一电阻R上存在漏电流，第一电阻R上存在压降，电压采集单元5采集到该压降进行处理并输出该逆变器1存在绝缘问题的信号。具体地，如图1所示，在本实施例中，电压采集单元1包括电压跟随器U1和连接在电压跟随器U1的输出端的模数采样单元，本实施例模数采样单元集成在单片机内并通过单片机的AD口与电压跟随器U1的输出端相连，电压跟随器U1的正极端连接在第一电阻R和外壳的连接点之间，用于采集第一电阻R上的压降，且该电压跟随器U1还起到隔离的作用，避免在逆变器1存在绝缘问题时的漏电流对后端单片机的损坏。为了实现滤波，第一电阻R还并联有滤波电容C。

为了便于声光指示该逆变器1的绝缘状态，在本实施例中，在单片机的输出引脚OUT处还连接有指示装置（未示出）。单片机在AD口接收到第一电阻R的压降并进行处理，在逆变器1存在绝缘问题时，指示装置向操作人员指示逆变器1存在绝缘问题，便于操作人员及时发现问题且提醒操作人员勿触碰逆变器1外壳，避免发生人身危险，该指示装置可以为指示灯、蜂鸣器或其组合等，在逆变器1存在绝缘问题时，单片机在输出引脚OUT处输出使指示灯发光和/或蜂鸣器鸣响的信号，进行绝缘故障提醒，使故障响应时间达到ms级别，绝缘监测时间短。

为了保证用电安全，本实施例中直流电源采用隔离电源6提供，其将辅助电源通过变压器T进行隔离，并在二次侧提供+48V直流电源。

参考图2，其示出了逆变器1为NPC型三电平逆变器，整流桥2为12脉冲整流桥，第一零序电抗器3设置在交流输入电源和12脉冲整流桥的下半桥（或上半桥）的输入端，第二零序电抗器4连接在逆变器1的输出端,绝缘监测装置中的其余部分均与图1中表示的相同，在此不做赘述。

本实施例逆变器绝缘监测装置能够准确监测逆变器的绝缘状态，且针对NPC型三电平逆变器的绝缘监测回路并没有涉及中性点电位，绝缘监测可靠且准确，且监测时间短。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种逆变器绝缘监测装置，在所述逆变器的输入端连接有整流桥，其特征在于，所述逆变器绝缘监测装置包括：

第一零序电抗器，其并联在交流输入电源和所述整流桥的输入端之间；

第二零序电抗器，其连接在所述逆变器的输出端；

绝缘监测回路，其包括直流电源和第一电阻；所述直流电源为所述绝缘监测回路供电，正极分别通过第一电感连接所述第一零序电抗器的零序中点且通过第二电感连接所述第二零序电抗器的零序中点；所述第一电阻连接在所述直流电源的负极和所述逆变器的外壳之间，其中所述外壳接地；

电压采集单元，其采集所述第一电阻上的压降，并根据所述压降，输出表示所述逆变器是否绝缘的信号。

2.根据权利要求1所述的逆变器绝缘监测装置，其特征在于，所述绝缘监测回路还包括与所述第一电阻并联的滤波电容。

3.根据权利要求1或2所述的逆变器绝缘监测装置，其特征在于，所述电压采集单元包括电压跟随器和模数采样单元，所述电压跟随器的正极端连接在所述第一电阻和所述外壳之间，负极端与所述电压跟随器的输出端相连，所述输出端与所述模数采样单元的模数采样口相连。

4.根据权利要求3所述的逆变器绝缘监测装置，其特征在于，所述模数采样单元集成在单片机内，所述单片机根据所述模数采样单元采样到的压降输出所述信号。

5.根据权利要求4所述的逆变器绝缘监测装置，其特征在于，所述逆变器绝缘监测装置还包括用于指示逆变器绝缘状态的指示装置，其连接在所述单片机输出所述信号的输出引脚处。

6.根据权利要求5所述的逆变器绝缘监测装置，其特征在于，所述指示装置包括指示灯、蜂鸣器或其组合。

7.根据权利要求1或2所述的逆变器绝缘监测装置，其特征在于，所述直流电源由隔离电源提供。

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