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Technisches Gebiet
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Die
folgende Offenlegung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zum
Steuern von Elektromotoren und bezieht sich im Spezielleren auf
das Detektieren eines Isolationsverlusts in elektrischen Motoren,
AC-Kabeln und -Verbindungen.
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Hintergrund
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In
vielen Anwendungen wie z. B. Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeugen
wird eine DC-Leistungsversorgung verwendet, um Strom für einen
Dreiphasenelektromotor zu liefern. Dreiphasenmotoren sind typischerweise
durch einen Dreiphasen-Leistungswechselrichter angetrieben. Während der
Motor betrieben wird, fließt
AC-Strom in entweder einer positiven oder einer negativen Richtung
in jeder der drei Phasen, wobei der Strom, der in einer positiven
Richtung in einer Phase fließt,
in einer negativen Richtung in einer oder beiden von den anderen
Phasen zurückgeleitet
wird. Im Normalbetrieb ist die Summe der Ströme in allen drei Phasen idealerweise
gleich null und die drei Phasen sind von der Masse isoliert. In
einem Störzustand
jedoch, wie etwa, wenn ein Kurzschluss zwischen einer der Phasen
und einem Motorrahmen (Masse) vorhanden ist, wird ein Teil des Stromes
nicht durch die Phasen zurückgeleitet, und
daher ist die Summe der Ströme
in den drei Phasen nicht gleich null.
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Ein
typisches Verfahren zum Detektieren eines Isolationsverlusts in
den drei Phasen verwendet drei Stromsensoren, um den Strom in jeder
der drei Phasen zu messen. Stromsensoren detektieren typischerweise
einen Isolationsverlust, indem jede der drei Phasen direkt mit einem
Stromsensor gemessen wird. Die drei gemessenen Ströme werden
dann summiert und wenn die Summe höher ist als ein vorbestimmter
Schwellenwert (idealerweise gleich null), dann wird eine Isolationsverlustbedingung
detektiert. Dieses Verfahren beruht auf der Verwendung eines separaten
Stromsensors für
jede der drei Phasen und vertraut auf die Genauigkeit der Stromsensoren. Es
kann auch schwierig sein, mit diesem Verfahren einen Teilschluss
zu detektieren.
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Es
ist demgemäß wünschenswert,
ein verbessertes System und Verfahren zum Detektieren eines Isolationsverlusts
in einem Motor vorzusehen. Überdies
werden weitere wünschenswerte
Merkmale und Eigenschaften aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
und den beiliegenden Ansprüchen in
Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen und dem oben stehenden technischen Gebiet und Hintergrund
offensichtlich.
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Zusammenfassung
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Es
ist ein System zum Betreiben eines Motors und Detektieren eines
Isolationsverlusts vorgesehen. Das System umfasst eine Leistungsversorgung
mit einer Leistungsversorgungsspannung und einen Leistungswechselrichter,
der mit der Leistungsversorgung elektrisch gekoppelt ist. Der Leistungswechselrichter
ist ausgebildet, um einen AC-Strom von der Leistungsversorgung in
drei Phasen an drei AC-Anschlüssen
bereitzustellen, wobei die drei Phasen einen Strom mit einer Grundfrequenz
aufweisen, welche die Motordrehzahl steuert. Ein Dreiphasenelektromotor
ist elektrisch mit den drei AC-Anschlüssen des Leistungswechselrichters
gekop pelt und weist einen Rahmen auf, der unter normalen Betriebsbedingungen
im Wesentlichen von den drei AC-Anschlüssen des Leistungswechselrichters
elektrisch isoliert ist. Ein Prozessor ist ausgebildet, um den von
dem Leistungswechselrichter bereitgestellten AC-Strom zu steuern.
Der Prozessor ist ausgebildet, um ein erstes Spannungssignal (skalierte DC-Leistungsversorgungsspannung)
zu empfangen, das Komponenten aufweisen kann, die mit einem Strom
in Beziehung stehen, der durch einen Motorrahmen fließt. Das
erste Spannungssignal umfasst eine erste Komponente, die mit der
Grundfrequenz der drei Phasen in Beziehung steht, und eine zweite Komponente,
die mit der Leistungsversorgungsspannung in Beziehung steht. Der
Prozessor ist ferner ausgebildet, um das erste Spannungssignal zu
filtern, um die zweite Komponente zu dämpfen, um eine Amplitude der
ersten Komponente zu messen, und um zu bestimmen, ob eine AC-Isolationsverlustbedingung
vorliegt, indem die Amplitude der ersten Komponente mit einem Störwert verglichen
wird.
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Es
ist ein Verfahren zum Detektieren eines Isolationsverlusts in einem
Motorsystem vorgesehen. Das Motorsystem umfasst einen Leistungswechselrichter,
der eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite aufweist, und einen
Motor, der mit einer Grundfrequenz arbeitet. Der Motor weist einen
Motorrahmen auf, der als eine gemeinsame Referenz für die Eingangs- und die Ausgangsseite
des Leistungswechselrichters dient. Das Verfahren umfasst, dass ein
erstes Spannungssignal an der Eingangsseite des Leistungswechselrichters
detektiert wird; und das erste Spannungssignal gefiltert wird, um
eine Komponente des ersten Spannungssignals, welche mit der Grundfrequenz
in Beziehung steht, die an die Eingangsseite über die gemeinsame Referenz
von der Ausgangsseite übertragen
wird, zu extrahieren. Die Komponente des ersten Spannungssignals
umfasst eine Komponentenamplitude. Das Verfahren umfasst auch, dass
bestimmt wird ob eine AC-Isolationsverlust-Störung vorliegt, indem die Komponentenamplitude
mit einem AC-Isolationsverlust-Störwert verglichen wird.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
besseres Verständnis
des Gegenstandes kann durch Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung
und die Ansprüche
bei Betrachtung in Verbindung mit den beiliegenden Fig. gewonnen
werden, in denen gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen und
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1 ein
Diagramm eines beispielhaften Dreiphasenmotorsystems zeigt;
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2 ein
Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Detektieren eines
Isolationsverlusts in einem Motorsystem mithilfe eines durchschnittlichen
Spannungswerts einer Grundfrequenzkomponentenamplitude zeigt;
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3–5 Graphen
mit beispielhaften durchschnittlichen Spannungswerten der Grundfrequenzkomponentenamplitude
gemessen über
die Zeit für
spezifische Ausführungsformen
in Übereinstimmung
mit dem in 2 gezeigten Verfahren oder anderen
geeigneten Verfahren zeigen;
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6 ein
Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Detektieren eines
Isolationsverlusts in einem Motorsystem mithilfe eines detektierten
Spitzenspannungswerts einer Grundfrequenzkomponentenamplitude zeigt;
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7–9 Graphen
mit beispielhaften Spitzenspannungswerten der Grundfrequenzkomponentenamplitude
in Bezug auf die Zeit gezeigt für spezifische
Ausführungsformen
in Übereinstimmung mit
dem in 6 gezeigten Verfahren oder anderen geeigneten
Verfahren zeigen;
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10 ein
Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Detektieren eines
Isolationsverlusts in einem Motorsystem mithilfe von orthogonalen
Komponenten eines Quellensignals zeigt; und
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11 ein
Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Detektieren eines
Isolationsverlusts in einem Motorsystem für einen Verlust einer DC-Isolation
und/oder AC-Isolationsverlust bei niedrigen Motorgrundfrequenzausgangsbedingungen zeigt.
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Beschreibung einer beispielhaften
Ausführungsform
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Die
nachfolgende detaillierte Beschreibung ist rein beispielhaft und
soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung
nicht einschränken.
Des Weiteren besteht nicht die Absicht einer Eingrenzung durch irgendeine
zum Ausdruck gebrachte oder implizierte Theorie, die in dem/der oben
angeführten
technischen Gebiet, Hintergrund, Kurzzusammenfassung oder der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung präsentiert
wird.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
wird ein Isolationsverlust in einem Motor oder den Phasenverbindungen
mit dem Motor an der Eingangsseite eines Leistungswechselrichters
detektiert und nicht an der Ausgangsseite, wie in herkömmlichen Systemen.
Die Eingangsseite des Leistungswechselrichters kann mit der Ausgangsseite über eine
gemeinsame Masseverbindung wie z. B. über das Fahrgestell oder dergleichen
verbunden sein. Das beispielhafte System detektiert, ob das Ausgangssignal von
der Ausgangsseite des Leistungswechselrichters an der Eingangsseite
des Leistungswechselrichters vorhanden ist. Wenn das Ausgangssignal
an der Eingangsseite des Leistungswechselrichters detektiert wird,
dann kann daraus abgeleitet werden, dass Strom von einer der Motorphasen
zu dem Motorrahmen fließt,
welcher die Masse bereitstellt, was einen Isolationsverlust zwischen
Masse und einer oder mehreren Phasen in dem Motor oder den Dreiphasenverbindungen
mit dem Motor angibt.
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Es
können
auch nur zwei Stromsensoren anstelle von drei Stromsensoren an der
Ausgangsseite des Leistungswechselrichters verwendet werden, um eine
Rückmeldung
zum Steuern der drei Phasen vorzusehen. Wenn sich die Bedingungen
in einem Motor ändern, ändert sich
die Impedanz in jeder der drei Phasen. Zum Zweck der Steuerung empfängt ein Controller
eine Rückmeldung
von zwei oder weniger der Phasen des Motors.
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Mithilfe
der beispielhaften Ausführungsform können verschiedene
Vorteile erzielt werden. Ein Dreiphasenmotor kann z. B. mit nur
zwei Stromsensoren gesteuert sein, da der Strom von zwei Phasen direkt
gemessen werden kann und der Strom von der dritten Phase als das
Gegenteil der Summe der zwei gemessenen Phasen berechnet werden
kann. Da Störungen
nicht mehr unbedingt durch die Stromsensoren, die mit den Phasen
des Motors gekoppelt sind, detektiert werden, kann es in einigen
Ausführungsformen
möglich
sein, einen der Stromsensoren zu entfernen.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
können
zusätzliche
Vorteile erzielt werden.
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Der
Leistungswechselrichter ist mit einer beliebigen geeigneten Leistungsversorgung
wie z. B. einer DC-Leistungsversorgung verbunden und versorgt die
AC-Phasen zum Betreiben des Motors. Die DC-Leistungsversorgung ist
von der Masse oder dem Rahmen im Wesentlichen isoliert. Unter normalen
Betriebsbedingungen ist ein Rahmen des Motors von den AC-Phasen isoliert,
wobei kein Strom von den Phasen durch den Rahmen fließt. Der
Motorrahmen ist auch als eine Masseverbindung verbunden, die mit
der Eingangsseite des Leistungswechselrichters eine Verbindung herstellt.
Wenn ein Isolationsverlust zwischen dem Rahmen und einer oder mehreren
von den AC-Phasen auftritt, kann ein relativ starker Strom durch
den Motorrahmen fließen,
wobei das Signal von der Ausgangsseite über die Masseverbindung an
die Eingangsseite übertragen
wird. In der beispielhaften Ausführungsform
wird der Strom, der während
einer Kurzschluss-gegen-Rahmen(oder Masse)-störung durch den Motorrahmen
und das Fahrgestell fließt,
an der Eingangsseite des Leistungswechselrichters gemessen, um zu
bestimmen, ob ein Isolationsverlust in irgend einer der AC-Phasen
aufgetreten ist. Das beispielhafte Verfahren zum Bestimmen eines
Isolationsverlusts sieht auch eine Bestimmung vor, wenn ein partieller
Isolationsverlust in irgendeiner der AC-Phasen aufgetreten ist,
da das Ausgangssignal weiterhin an die Eingangsseite des Leistungswechselrichters übertragen
wird.
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1 zeigt
ein beispielhaftes Motorsystem 100, welches einen Motor 110,
einen Leistungswechselrichter 130, einen Prozessor 140,
einen Leistungsbus 150 und eine Leistungsquelle 170 umfasst.
Der Motor 110 ist beliebiger Mehrphasen- oder Einphasenmotor.
In der beispielhaften Ausführungsform
ist der Motor 110 ein Dreiphasenmotor und umfasst entsprechend
einen Motorrahmen 112, eine erste Phasenwicklung 114,
eine zweite Phasenwicklung 116 und eine dritte Phasenwicklung 118.
Ein Phase-Masseschluss 120 ist
beispielhaft gezeigt, wobei ein Kurzschlussstromsig nal 122 von
einer Phasenschlussstelle 124 in der dritten Phasenwicklung 118 an
der Stelle 126 zu dem Rahmen 112 fließt. Während eines
normalen Betriebes liegt kein Schluss zu dem Rahmen 120 vor
und die Phasenwicklungen 114–118 sind im Wesentlichen
von dem Motorrahmen 112 isoliert. Ein AC-Isolationsverlust
kann infolge eines Schlusses in den Phasenwicklungen wie auch eines
Schlusses in den Phasenverbindungen, -kabeln und dergleichen auftreten.
Der Einfachheit halber umfasst die Detektion von Phasenschlüssen die
Detektion von Schlüssen
in Verbindungen und Komponenten, die einen AC-Isolationsverlust
zur Folge haben können.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
wird eine Spannung, die mit einem Kurzschlussstromsignal 122 in
Beziehung steht, gemessen, um einen Isolationsverlust zu bestimmen.
Wenn eine Phase-Masse-Störung
auftritt, kann das Kurzschlussstromsignal 122 über eine
Masseverbindung 190 an den Leistungsbus 150 an
der Eingangsseite 131 des Leistungswechselrichters 130 übertragen
werden. Das Kurzschlussstromsignal 122 kann eine erste
Spannung 151 und 161 in dem Leistungsbus bewirken, wenn
ein Isolationsverlust auftritt. In der beispielhaften Ausführungsform
wird ein Isolationsverlust für alle
drei Phasen durch Messen der ersten Spannung 151 oder 161 an
der Eingangsseite 131 des Leistungswechselrichters 130 bestimmt.
Das Kurzschlussstromsignal 122 ist in 1 als
ein Schluss von der dritten Phasenwicklung 118 zu Masse
gezeigt. Das Kurzschlussstromsignal 122 kann jedoch auch
ein Schluss von irgendeiner der Phasenwicklungen (114, 116 oder 118)
sein und über
die Masseverbindung 190 an den Leistungsbus 150 übertragen werden.
Auf diese Weise kann die in dem Leistungsbus 150 gemessene
erste Spannung 151 einen Masseschluss in jeder der Phasenwicklungen
(114, 116 und/oder 118) angeben.
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Der
Leistungswechselrichter 130 ist jede beliebige Vorrichtung,
die in der Lage ist, eine DC-Eingangsleistungsquelle in einen Ausgangs-AC
mit einer oder mehreren Phasen zum Ansteuern eines Einphasen- oder
Mehrphasenmotors umzuwandeln. Der Leistungswechselrichter 130 kann
verwendet werden, um den Motor 110 anzusteuern. Der Leistungswechselrichter 130 kann
eine beliebige Art von Leistungswechselrichter wie z. B. ein Wechselrichter
zum Umwandeln von DC-Leistung in AC-Leistung sein. Alternativ kann
der Leistungswechselrichter 130 eine AC-Leistungsquelle
in eine Dreiphasen-AC-Leistungsquelle zum Ansteuern des Motors 110 umwandeln.
Die Leistungsquelle 170 kann jede beliebige geeignete Leistungsquelle
zum Ansteuern des Motors 110 mit dem Leistungswechselrichter 130 sein.
Die Leistungsquelle 170 kann eine DC-Leistungsversorgung,
eine Brennstoffzelle oder eine andere Art von Leistungsquelle sein.
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In
der beispielhaften Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, ist die Leistungsquelle 170 eine DC-Leistungsquelle
und der Leistungswechselrichter 130 umfasst eine Eingangsseite 131 mit
einem positiven Leistungswechselrichteranschluss 133 und
einem negativen Leistungswechselrichteranschluss 135. Der
beispielhafte Leistungswechselrichter 130 umfasst auch
eine Ausgangsseite 132 mit AC-Phasenanschlüssen, um
AC-Strom an die drei Phasen des beispielhaften Motors 110 wie
z. B. einen ersten Phasenanschluss 134, einen zweiten Phasenanschluss 136 und
einen dritten Phasenanschluss 138 zu liefern. Der Leistungswechselrichter 130 kann eine
Pulsweitenmodulation wie z. B. eine diskontinuierliche Pulsweitenmodulation,
eine Raumvektor-Pulsweitenmodulation oder eine Sinus-Pulsweitenmodulation
oder beliebige andere Techniken zum Steuern und Ansteuern des Motors 110 verwenden. Es
können
Stromsensoren (nicht gezeigt) zwischen zwei beliebigen von den Phasenanschlüssen und zwei
beliebigen von den Phasenwicklungen verbunden sein, um den Strom
zur Regelung des Motors 110 zu messen.
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Der
Prozessor 140 ist jede beliebige Vorrichtung, die in der
Lage ist, Eingangssignale zu empfangen und Signale zum Steuern des
Leistungswechselrichters 130 zu produzieren. In der beispielhaften Ausführungsform
ist der Prozessor 140 mit dem Leistungswechselrichter 130 gekoppelt,
um den Leistungswechselrichter 130 und den Motor 110 zu
steuern. Die Stromsensoren können
mit dem Prozessor 140 gekoppelt sein, um eine Rückmeldung
zum Steuern des Leistungswechselrichters 130 und des Motors 110 bereitzustellen.
Es können
andere Signale zum Steuern des Leistungswechselrichters 130 wie auch
für andere
Funktionen verwendet werden. Wenngleich in 1 ein einziger
Prozessor gezeigt ist, können
die Funktionen des Prozessors 140, wie hierin beschrieben,
von einer beliebigen Anzahl von Prozessoren mithilfe einer beliebigen
Art von Software- und/oder
Firmwaremodulen ausgeführt
werden. Die Prozessorfunktionen können alternativ in einer Hardware
oder einer beliebigen Kombination von Hardware, Software und/oder
Firmware implementiert sein. Der Prozessor 140 kann ein
oder mehrere Signale von der Eingangsseite 131 des Leistungswechselrichters 130 empfangen
und kann bestimmen, ob ein Isolationsverlust aufgetreten ist. Wie nachfolgend
genauer beschrieben, weist der Prozessor 140 den Leistungswechselrichter 130 an,
den Motor 110 in Übereinstimmung
mit der Bestimmung damit zu steuern, ob ein Isolationsverlust in
den Phasenwicklungen 114–118 des Motors 110 vorhanden ist.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
ist der Prozessor 140 geeigneterweise mit einer Anzeige 142 oder
einer anderen Rückmeldungs-Anzeigevorrichtung
gekoppelt. Die Anzeige 142 ist eine beliebige Vorrichtung,
die in der Lage ist, einen Ausgang von dem Prozessor 140 anzuzeigen.
In einer Ausführungsform
ist das Motorsystem 100 ein Motorsystem in einem Elektrofahrzeug
wie z. B. einem Hybrid-Elektrofahrzeug. Die Anzeige 142 kann/können ein
Teil einer optischen Anzeige für
einen Fahrer wie z. B. eine Fahrerinformationskonsole, eine LED
an einem Armaturenbrett und/oder andere Anzeigevorrichtungen in
einem Fahrzeug sein. Die Anzeige 142 kann verwendet werden,
um einen Fahrer eines Fahrzeuges über den Zustand des Motorsystems 100 zu
alarmieren, einschließlich
dessen, ob der Prozessor 140 bestimmt hat, dass der Motor 110 einen Schluss
zu dem Rahmen aufweist, wie auch weitere Störungen, die mit dem Motorsystem 100 in
Beziehung stehen.
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Der
Leistungsbus 150 ist jede/s beliebige Vorrichtung oder
System, die/das den Leistungswechselrichter 130 mit der
Leistungsquelle 170 koppelt und zulässt, dass Strom zwischen den
Komponenten fließt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann
der Leistungsbus 150 eine elektromagnetische Verträglichkeits(EMV)-Schaltung
mit einem ersten Kondensator 152, der zwischen einem negativen
Anschluss 174 der Leistungsquelle 170 und dem
Motorrahmen 112 (Masse) gekoppelt ist, und einem zweiten
Kondensator 162 umfassen, der zwischen einem positiven
Anschluss 172 der Leistungsquelle 170 und dem
Motorrahmen 112 (Masse) gekoppelt ist. Es können auch
Stützkondensatoren 173 zwischen
dem positiven Anschluss 172 und dem negativen Anschluss 174 gekoppelt
sein und verwendet werden, um Unregelmäßigkeiten in der DC-Spannung
von der Leistungsquelle 170 zu filtern.
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In
der beispielhaften Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, wenn eine Phase-Masse-Störung auftritt,
umfasst die erste Spannung 151 eine AC-Spannung von der Ausgangsseite 132 des
Leistungswechselrichters 130, die verwendet wird, um die
kurzgeschlossene Phase wie z. B. die dritte Phasenwicklung 118 in
diesem Beispiel anzusteuern. Die AC-Spannung, die verwendet wird,
um die kurzgeschlossene Phase anzusteuern, kann über den Motorrahmen 112 und
die Masseverbindung 190 als Kurz schlussstromsignal 122 übertragen
werden. Das Kurzschlussstromsignal 122 kann bewirken, dass
die erste Spannung 151 über
dem ersten Kondensator 152 vorhanden ist und eine zweite
Spannung 161 über
dem zweiten Kondensator 162 vorhanden ist. Die erste Spannung 151 und/oder
die zweite Spannung 161 kann/können gemessen werden, um zu
bestimmen, wann eine Störung
in dem Motorsystem 100 aufgetreten ist, die einen Phase-Masse-Isolationsverlust
in dem Motor 110 und/oder einen DC-Isolationsverlust in
dem Leistungsbus 150 umfasst.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
werden, wenn eine Phase-Masse-Störung auftritt,
die erste Spannung 151 und die zweite Spannung 161 ein
AC-Signal enthalten, das mit der AC-Spannung in Beziehung steht,
die verwendet wird, um die kurzgeschlossene Phase anzusteuern. Eine
Störung
kann detektiert werden, indem das Vorhandensein einer AC-Spannung
von der Ausgangsseite 132 des Leistungswechselrichters über dem
ersten Kondensator 152 und/oder dem zweiten Kondensator 162 identifiziert
wird. In der beispielhaften Ausführungsform
wird die AC-Spannung nur vorhanden sein, wenn eine Phase-Masse-Störung vorliegt,
da die AC-Spannung von
dem ersten Kondensator 152 und dem zweiten Kondensator 162 während eines
normalen Betriebes isoliert ist.
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Die
erste Spannung 151 und/oder die zweite Spannung 161 kann/können auf
beliebige Art und Weise gemessen werden. Die EMV-Schaltung kann z.
B. auch einen ersten Messwiderstand 153 und einen ersten
Spannungsteilerwiderstand 154 zum Messen der ersten Spannung 151 umfassen.
In der beispielhaften Ausführungsform
fungieren der erste Spannungsteilerwiderstand 154 und der
erste Messwiderstand 153 als eine Spannungsteilerschaltung, wobei
ein erstes Spannungssignal 155 über den Messwiderstand 153 gemessen
wird. Das erste Spannungssignal ist geeigneterweise proportional
zu der ersten Spannung 151, sodass sich das erste Spannungssignal 155 bei
einem geeigneten Spannungspegel zur Messung durch den Prozessor 140 befindet.
In der beispielhaften Ausführungsform
umfasst die EMV-Schaltung auch einen zweiten Messwiderstand 163 und
einen zweiten Spannungsteilerwiderstand 164. Ein zweites
Spannungssignal 165, das proportional zu der zweiten Spannung 161 ist, kann über den
zweiten Messwiderstand 163 gemessen werden. Wie bei dem
ersten Messwiderstand 153 kann der zweite Messwiderstand 163 derart
gewählt
sein, dass er ein zweites Spannungssignal 165 bei einem
geeigneten Spannungspegel für
den Prozessor 140 bereitstellt. In einer beispielhaften
Ausführungsform
besitzen der erste Spannungsteilerwiderstand 154 und der
zweite Spannungsteilerwiderstand 164 im Wesentlichen gleiche
Widerstandswerte, um im Wesentlichen gleiche Spannungsteilerschaltungen
zum Messen der ersten Spannung 151 und der zweiten Spannung 161 bereitzustellen.
In weiteren Ausführungsformen
können
der erste Spannungsteilerwiderstand 154 und der zweite
Spannungsteilerwiderstand 164 verschiedene Werte besitzen.
Es können
andere Schaltungen und andere Verfahren zum Messen der ersten Spannung 151 und/oder
der zweiten Spannung 161 verwendet werden.
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In
verschiedenen Ausführungsformen,
die nachfolgend erläutert
sind, kann/können
das erste Spannungssignal 155 und/oder das zweite Spannungssignal 165 gefiltert,
verarbeitet, gemessen oder sonst wie angewendet werden, um einen
Isolationsverlust in dem Motor 110 zu bestimmen. Der Einfachheit
halber wird sich die nachfolgende Erläuterung in Bezug auf die Bestimmung
eines AC-Isolationsverlusts in dem Motor 110 hauptsächlich auf
das erste Spannungssignal konzentrieren, wenngleich auch das zweite
Spannungssignal für
diesen Zweck verwendet werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform,
die nachfolgend erläutert
ist, werden sowohl das erste Spannungssignal 155 als auch
das zweite Spannungssignal 165 verwendet und verglichen,
um einen Isolationsverlust in dem Leistungsbus 150 und/oder
einen Isolationsverlust in dem Motor 110 zu bestimmen,
wenn der Motor 110 bei einer niedrigen Drehzahl oder in
einem stehen bleibenden Betrieb arbeitet.
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Wenn
eine Phase-Masse-Störung
in der beispielhaften Ausführungsform
auftritt, umfasst das erste Spannungssignal 155 AC-Signale,
die mit der AC-Spannung in Beziehung stehen, welche verwendet wird,
um die kurzgeschlossene Phase anzusteuern. Die AC-Signale können mit
einer Frequenz vorhanden sein, die mit der vorliegenden Betriebsdrehzahl
des Motors 110 als eine Grundfrequenz in Beziehung steht.
Die AC-Signale von der kurzgeschlossenen Phase produzieren daher
Komponenten des ersten Spannungssignals 155 als Grundfrequenzkomponenten.
In der beispielhaften Ausführungsform werden
die Grundfrequenzkomponenten verwendet, um zu bestimmen, wann ein
AC-Isolationsverlust in irgendeiner der drei Phasenwicklungen 114, 116 und/oder 118 auftritt.
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Die
Grundfrequenzkomponenten können Spannungssignale
mit der Grundfrequenz umfassen. In der beispielhaften Ausführungsform
liegt die Grundfrequenz, die zum Ansteuern der Phasen des Motors 110 verwendet
wird, innerhalb eines Bereiches, der in Zyklen pro Sekunde gemessen
wird und mit der vorliegenden Betriebsdrehzahl des Motors 110,
gemessen in Umdrehungen pro Minute, in Beziehung steht. Die Korrelation
zwischen Zyklen pro Sekunde der Grundfrequenz und Umdrehungen pro Sekunde
der vorliegenden Motordrehzahl kann von der Motorsteuerungstechnik
und/oder der Konfiguration eines spezifischen Motors abhängig sein
und solch eine Korrelation ist für
Fachleute auf dem Gebiet der Motorsteuerungen bekannt.
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Das
erste Spannungssignal 155 kann auch andere Komponenten
einschließlich
DC-Komponenten und/oder Schaltkomponenten enthalten.
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Die
DC-Komponenten können
Spannungen umfassen, die mit dem Zustand des Leistungsbusses 150 in
Beziehung stehen. Wie unten beschrieben, können die DC-Komponenten verwendet
werden, um Störungen
im Leistungsbus wie z. B. einen DC-Isolationsverlust zu bestimmen.
Die Schaltkomponenten können
mit einer Schalttechnik in Beziehung stehen, die verwendet wird,
um den Motor 110 anzusteuern.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
wird das erste Spannungssignal 155 gefiltert, um die Grundfrequenzkomponente
zu extrahieren. Die Grundfrequenzkomponente kann durch den Prozessor 140 verarbeitet
werde, um die Amplitude der Grundfrequenzkomponente zu messen. In
der beispielhaften Ausführungsform,
wenn die Grundfrequenzkomponente eine relativ hohe Amplitude besitzt,
bestimmt der Prozessor 140, dass eine Phase-Masse-Störung in
dem Motor 110 vorliegt. Wenn die Grundfrequenzkomponente
hingegen eine relativ niedrige Amplitude besitzt, kann der Prozessor 140 bestimmen,
dass das Motorsystem 110 unter normalen Bedingungen arbeitet,
wobei die Motorphasenwicklungen 114, 116 und 118 von
dem Motorrahmen 112 isoliert sind. Wie unten stehend erläutert, kann von
dem Motorsystem 100 auch ein Teilschluss detektiert werden.
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Das
Motorsystem 100 filtert das erste Spannungssignal 155 und
das zweite Spannungssignal 165 auf eine beliebige geeignete
Art und Weise, um zu bestimmen, wann Störzustände auftreten. Zum Beispiel
kann das erste Spannungssignal 155 mithilfe eines ersten
Tiefpassfilters 182 und eines zweiten Tiefpassfilters 184 gefiltert
werden. In der beispielhaften Ausführungsform sind der erste Tiefpassfilter 182 und
der zweite Tiefpassfilter 184 ausgebildet, um die Schaltkomponenten
aus dem ersten Spannungssignal 155 und dem zweiten Spannungssignal 165 herauszufiltern.
Der erste Tiefpassfilter 182 und der zweite Tiefpassfilter 184 können auf
eine beliebige Art und Weise wie z. B. in der Hardware, in einem Prozessor,
der eine Software und/oder Firmware verwendet, wie auch mittels
anderer Verfahren implementiert sein. In der beispielhaften Ausführungsform sind
der erste Tiefpassfilter 182 und der zweite Tiefpassfilter 184 als
diskrete Schaltungen implementiert, die eine Cutoff-Frequenz besitzen,
die niedriger ist als die Schaltfrequenz oder -frequenzen, die verwendet
wird/werden, um den Motor 110 zu steuern. Zum Beispiel
kann der Prozessor 140 den Leistungswechselrichter 130 mit
einer Schaltfrequenz in einem Bereich zwischen etwa 10 kHz und etwa
50 kHz und einer Grundfrequenz in einem Bereich zwischen etwa null
Hertz und etwa 3 kHz steuern, um den Motor 110 in einer
Fahrzeuganwendung zu betreiben. In weiteren Ausführungsformen und/oder weiteren
Anwendungen kann der Prozessor 140 den Leistungswechselrichter 130 anweisen,
den Motor 110 unter Verwendung anderer Frequenzbereiche
zu betreiben. In der beispielhaften Ausführungsform können der
erste Tiefpassfilter 182 und der zweite Tiefpassfilter 184 eine
Cutoff-Frequenz von etwa 2 kHz besitzen, um die Schaltkomponenten
des ersten Spannungssignals 155 und des zweiten Spannungssignals 165 zu
dämpfen,
ohne die Grundfrequenzkomponenten wesentlich zu dämpfen.
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Das
erste Spannungssignal 155 kann auf eine beliebige geeignete
Art und Weise weiter gefiltert und/oder verarbeitet werden, um eine
Isolationsverlust-Störung
in dem Motorsystem 100 zu bestimmen. In der beispielhaften
Ausführungsform
wandelt der Prozessor 140 das erste Spannungssignal 155 mithilfe
eines Analog/Digital(A/D)-Wechselrichters in ein digitales Format
um. Der A/D-Wechselrichter kann Teil des Prozessors 140 sein
und das erste Spannungssignal 155 mit einer Rate abtasten,
die zumindest das Doppelte der Rate der höchsten Grundfrequenz für den Motor 110 ausmacht.
Zum Beispiel kann der Prozessor 140 das erste Spannungssignal 155 mit
einer Rate von etwa 4 kHz oder höher
abtasten. In weiteren Ausführungsformen
können
andere Abtastraten verwendet wer den, um das erste Spannungssignal 155,
das die Grundfrequenzkomponenten und die DC-Komponenten umfasst,
in ein digitales Format umzuwandeln. In der beispielhaften Ausführungsform
werden die Grundfrequenzkomponenten verwendet, um einen Isolationsverlust in
dem Motor 110 zu bestimmen, und die DC-Komponenten werden
verwendet, um einen Isolationsverlust in dem Leistungsbus 150 zu
bestimmen, wie unten stehend erläutert.
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In 1 ist
das Motorsystem 100 ein beispielhaftes Dreiphasenmotorsystem 100.
In weiteren Ausführungsformen
können
andere Mehrphasenmotorsysteme mit mehr oder weniger Phasen verwendet
werden. Der Einfachheit halber konzentriert sich die Erläuterung
hauptsächlich
auf ein Dreiphasenmotorsystem; allerdings sind die erläuterten
Prinzipien auf andere Mehrphasenmotorsysteme oder Einzelphasensysteme
wie auch auf andere Motorsteuerungssysteme anwendbar. Es können auch
andersartige Abweichungen in der Funktion und Struktur des Motorsystems 100 vorhanden
sein. In weiteren Ausführungsformen
können
andere Konfigurationen von Leistungsversorgungen, elektromagnetischen Verträglichkeitsschaltungen,
Prozessoren und anderen Komponenten verwendet werden.
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Der
Prozessor 140 in der beispielhaften Ausführungsform
verwendet einen oder mehrere Prozesse, um einen AC- und/oder DC-Isolationsverlust
in dem Motorsystem 100 zu bestimmen. Zum Beispiel kann
der Prozessor 140 einen Prozess ausführen, um einen AC-Isolationsverlust
zu bestimmen, und kann gleichzeitig oder anschließend auch
einen Prozess ausführen,
um einen DC-Isolationsverlust zu bestimmen. Der Prozessor 140 kann
auch einen oder mehrere Prozesse ausführen, die jeweils bestimmen, ob
ein Isolationsverlust aufgetreten ist. Zum Beispiel können mehrere
Prozesse jeweils verwendet werden, um einen AC-Isolationsverlust
zu bestimmen, wobei die endgültigen
Bestimmungen verglichen werden, um die Ergebnisse zu bestätigen. Die 2, 6, 10 und 11 zeigen
beispielhafte Prozesse, die von dem Motorsystem 100, welches
den Prozessor 140 umfasst, durchgeführt werden können. Die
beispielhaften Prozesse, die in den 2, 6, 10 und 11 gezeigt
sind, können
als alternative Prozesse oder als komplementäre Prozesse durchgeführt werden.
Allgemein gesagt, können
die verschiedenen Funktionen und Merkmale der in den 2, 6, 10 und 11 gezeigten Verfahren
mit einer beliebigen Art von Hardware, Software und/oder Firmwarelogik
erfüllt
werden, die in einer beliebigen Plattform gespeichert ist und/oder ausgeführt wird.
Einige oder alle der gezeigten Verfahren können z. B. durch Ausführen einer
Logik innerhalb des in 1 gezeigten Motorsystems 100 stattfinden.
In einer Ausführungsform
führt der
Prozessor 140 eine Softwarelogik aus, die jede der verschiedenen
Funktionen erfüllt,
die in den 2, 6, 10 und 11 gezeigt
sind.
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Wendet
man sich nun 2 zu, umfasst ein beispielhaftes
Verfahren 200 zum Bestimmen eines AC-Isolationsverlusts
in einem Motorsystem geeigneterweise die weitgehenden Funktionen,
dass ein erstes Spannungssignal 155 empfangen wird (Funktion 212),
das erste Spannungssignal 155 gefiltert wird, um DC-Komponenten
zu dämpfen
(Funktion 216), und bestimmt wird, dass ein AC-Isolationsverlust
vorliegt (Funktion 228). Weitere Ausführungsformen können zusätzlich das
erste Spannungssignal 155 abtasten (Funktion 214),
das gefilterte erste Spannungssignal in einen absoluten Wert umwandeln
(Funktion 218) und/oder können den Durchschnitt des absoluten
Werts bilden (Funktion 220). Es können auch verschiedene weitere
Funktionen und weitere Merkmale vorgesehen sein, wie nachfolgend in
größerem Detail
beschrieben.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
beginnt das Verfahren 200 bei der Funktion 210.
Der Prozessor 140 (1) kann
das erste Spannungssignal 155 auf eine beliebige Weise
empfangen (Funktion 212). Zum Beispiel kann das erste Spannungssignal 155 mit
einem Datenerfassungsmodul empfangen werden, das ein Teil des Prozessors 140 ist.
In der beispielhaften Ausführungsform
tastet die Datenerfassungseinheit das erste Spannungssignal 155 ab (Funktion 214).
In einer Ausführungsform
des Verfahrens 200 wird das erste Spannungssignal 155 in
ein digitales erstes Spannungssignal umgewandelt und die restlichen
Funktionen werden unter Verwendung digitaler Signalverarbeitungstechniken
durchgeführt.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
wird das erste Spannungssignal 155 (1) von dem Prozessor 140 empfangen
und weist eine Grundfrequenzkomponente und eine DC-Komponente auf, wobei
die Schaltkomponenten durch den ersten Tiefpassfilter 182 entfernt
wurden. Wie oben erläutert, kann
die Grundfrequenzkomponente mit dem Isolationsverlust in dem Motor 110 in
Beziehung stehen.
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Wie
oben erläutert,
ist die Grundfrequenz eine Frequenz innerhalb eines Bereiches, der
mit der Drehzahl des Motors 110 in Beziehung steht. Der
Motor 110 kann derart gesteuert sein, dass er eine maximale
Drehzahl aufweist, die einem höchsten
Wert für
den Grundfrequenzbereich entspricht. In einer Ausführungsform
wird die Funktion des Abtastens (Funktion 214) mit einer
Rate durchgeführt,
die gleich viel oder mehr als das Doppelte des höchsten Werts des Grundfrequenzbereiches
ausmacht, wenngleich weitere Ausführungsformen andere Werte verwenden
können.
In weiteren Ausführungsformen
tastet der Prozessor 140 mit Raten, die niedriger sind
als der höchste
Wert des Grundfrequenzbereiches, wie z. B. dem Doppelten der vorliegenden
Betriebsgrundfrequenz oder jeder beliebigen anderen geeigneten Abtastrate
ab.
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Das
beispielhafte Verfahren 200 filtert die DC-Komponenten
aus dem ersten Spannungssignal 155 heraus (Funktion 216).
In einer beispielhaften Ausführungsform
verwendet der Prozessor 140 z. B. digitale Signalverarbeitungstechniken,
um die DC-Komponenten zu dämpfen
oder aus dem ersten Spannungssignal 155 zu entfernen. Der
Prozessor 140 kann einen Prozess verwenden, der als ein Hochpassfilter
mit einer relativ niedrigen Cutoff-Frequenz wie z. B. 10 Hz wirkt.
In der beispielhaften Ausführungsform
umfasst das erste Spannungssignal 155 nach dem Herausfiltern
der DC-Komponente (Funktion 216) hauptsächlich Grundfrequenzkomponenten.
Wie oben erläutert,
kann die Grundfrequenzkomponente ein Signal mit der Grundfrequenz
von der kurzgeschlossenen Phasenwicklung (z. B. der dritten Phasenwicklung 188 von 1)
umfassen, und sie kann auch Grundfrequenzkomponenten von weiteren
Phasenwicklungen umfassen. In einem beispielhaften Motorsystem 100 mit
einem Dreiphasenmotor 110 umfasst die Grundfrequenzkomponente des
ersten Spannungssignals 155 ein Signal mit dem Dreifachen
der Grundfrequenz von der Kombination aller drei Phasen und sie
umfasst auch ein Signal von der kurzgeschlossenen Phasenwicklung
mit der Grundfrequenz. Während
eines normalen Betriebes, ohne einen Phase-Masseschluss, ist die
Grundfrequenzkomponente relativ klein. Wenn ein Phase-Masseschluss
auftritt, kann die Grundfrequenzkomponente vergleichsweise relativ
groß sein.
Das Vorhandensein und/oder die Größe dieser Grundfrequenzkomponente
kann/können
direkt mit dem Vorhandensein einer Phase-Masse-Störung in
dem Motor 110 oder einer ähnlichen Störung korreliert sein.
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Die
Grundfrequenzkomponente kann auf jede beliebige Art und Weise gemessen
werden, um zu bestimmen, ob ein AC-Isolationsverlust aufgetreten
ist. In dem beispielhaften Verfahren 200 wird das erste
Spannungssignal 155 (1) mit der
Grundfrequenzkomponente in einen absoluten Wert umgewandelt (Funktion 218).
Das Umwandeln der Grundfrequenz komponente in einen absoluten Wert
kann zulassen, dass die Amplitude der Grundfrequenz gemessen wird.
Das Signal mit dem absoluten Wert bzw. Absolutwertsignal wird über eine
Zeitspanne gemittelt (Funktion 220), um eine Messung der
Amplitude der Grundfrequenzkomponente von dem ersten Spannungssignal 155 bereitzustellen.
Die Zeitspanne für
die Durchschnittsbildung kann mit der niedrigsten Grundfrequenz
in Beziehung stehen, die mit der Abtastrate gemessen werden kann.
In einer beispielhaften Ausführungsform
wird eine Abtastdauer von 0,25 Sekunden verwendet, um einen Bereich
von Grundfrequenzen, der relativ niedrige Frequenzen umfasst, abzutasten.
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In
dem beispielhaften Verfahren 200 wird der durchschnittliche
Spannungswert mit einem oder mehreren Werten verglichen, um zu bestimmen,
ob ein AC-Isolationsverlust aufgetreten ist. Der durchschnittliche
Spannungswert der Grundfrequenzkomponentenamplitude kann z. B. mit
einem Warnwert verglichen werden (Funktion 222), um zu
bestimmen, ob eine Warnung an einen Fahrzeugbediener herausgegeben
werden sollte. Wenn der durchschnittliche Spannungswert niedriger
ist als der Warnwert, bestimmt der Prozessor 140, dass
der Motor 110 unter normalen Betriebsbedingungen arbeitet,
und setzt damit fort, den Motor zu betreiben und den durchschnittlichen
Spannungswert der Grundfrequenzkomponentenamplitude des ersten Spannungssignals 155 (1)
zu überwachen.
Wenn der durchschnittliche Spannungswert hingegen höher ist
als der Warnwert, kann der Prozessor 140 bestimmen, ob
der durchschnittliche Spannungswert einen Störwert überschreitet (Funktion 224),
der höher
ist als der Warnwert.
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Wenn
der durchschnittliche Spannungswert der Grundfrequenzkomponentenamplitude
von dem ersten Spannungssignal 155 (1) kleiner
ist als ein Störwert,
kann der Prozessor 140 bestimmen, dass ein Phase- Masse-Teilschluss
vorliegt, dass der Motor aber den Betrieb für eine kurze Zeit und/oder mit
einer begrenzten Leistung fortsetzen kann, ohne dass ein Schaden
an dem Motorsystem 100 oder anderen Systemen verursacht
wird. Der Prozessor kann Ausgangssignale wie z. B. Signale bereitstellen,
um eine Warnung an einen Bediener des Motorsystems 100 anzuzeigen
(Funktion 226). Der Prozessor kann dann damit fortsetzen,
das erste Spannungssignal 155 zu empfangen, um zu bestimmen, ob
sich die Schluss-Rahmen-Bedingung ändert.
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In
der beispielhaften Ausführungsform,
wenn der durchschnittliche Spannungswert der Grundfrequenzkomponentenamplitude
von dem ersten Spannungssignal 155 (1) gleich
oder höher
ist als der Störwert,
bestimmt der Prozessor 140 dann, dass ein AC-Isolationsverlust
aufgetreten ist (Funktion 228) und er kann Funktionen auf
der Basis der Bestimmung durchführen,
wie z. B. den Leistungswechselrichter 130 anweisen, damit
aufzuhören,
dem Motor 10 AC-Strom zuzuführen.
Der Prozessor kann auch Information an die Anzeige 142 senden,
die sich auf den Zustand des Motors 110 bezieht. Ein Fahrzeug mit
mehreren Motoren kann z. B. einen Phase-Masseschluss in einem Motor
erfahren, und ein Fahrerinformationszentrum kann Information anzeigen,
die zeigt, dass einer der Motoren auf Grund einer Störung ausgeschaltet
wurde. Das beispielhafte Verfahren 200 endet bei der Funktion 240.
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Die 3–5 zeigen
Graphen mit beispielhaften durchschnittlichen Spannungswerten der Amplitude
der Grundfrequenzkomponente, gemessen über die Zeit, für spezifische
Ausführungsformen in Übereinstimmung
mit dem Verfahren 200 oder anderen geeigneten Verfahren.
Wie oben erläutert, wird/werden
das erste Spannungssignal 155 (1) und/oder
das zweite Spannungssignal 165 gefiltert, um die Grundfrequenzkomponente
zu beschaffen. In Übereinstimmung
mit dem Verfahren 200 wird die Grundfrequenzkomponente
gemessen, indem der Durchschnitt der Spannungsamplitude des ersten Spannungssignals 155 nach
dem Filtern, um andere Komponenten zu entfernen, gemessen wird.
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3 zeigt
einen Graphen 300 eines durchschnittlichen Spannungswerts 310 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude gemäß der Funktion 220 des
Verfahrens 200 (2). In diesem Beispiel sind
die Phasenwicklungen von der Masse für die beispielhafte Ausführungsform
des Graphen 300 korrekt isoliert. Der Graph 300 zeigt
den durchschnittlichen Spannungswert 310 der Grundfrequenzkomponentenamplitude
als relativ niedrig, z. B. um etwa 0,1 Volt, bei einem gesunden
Systemzustand. Der durchschnittliche Spannungswert der Grundfrequenzkomponentenamplitude
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren 200 repräsentiert die Amplitude des
AC-Signals, das von der Ausgangsseite 132 des Leistungswechselrichters 130 über die
Masseverbindung 190 übertragen
wird. Unter normalen Betriebsbedingungen kann ein kleines Signal
infolge von Unregelmäßigkeiten
in dem Motorsystem 100 detektiert werden. Der relativ kleine
durchschnittliche Spannungswert 310 kann auch in einem
elektrischen Rauschen oder anderen nicht idealen Bedingungen beim
Messen des ersten Spannungssignals 155 begründet sein.
In der beispielhaften Ausführungsform,
wenn die Motorphasen isoliert sind, liegt der durchschnittliche
Spannungswert 310 unter dem Warnwert und dem Störwert, wie
in den Funktionen 222 und 224 des Verfahrens 200 verwendet.
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Der
Graph 400 zeigt einen durchschnittlichen Spannungswert 410 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude, wenn eine der Phasenwicklungen zu
Masse kurzgeschlossen ist. Der durchschnittliche Spannungswert 410 kann
gemäß der Funktion 220 des
Verfahrens 200 (2) bestimmt werden. Für die spezifische
erläuterte
Ausführungsform
liegt der durchschnittliche Spannungswert 410 über dem Warnwert
und dem Störwert.
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Wie
in dem Graphen 400 gezeigt, kann der durchschnittliche
Spannungswert 410 von dem Motorsystem 100 in einem
Störzustand
etwa 160 Volt nach 0,2 Sekunden des Messens des absoluten Werts
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren 200 betragen. In der beispielhaften Ausführungsform steht
der Spannungspegel des durchschnittlichen Spannungswerts 410 in
direkter Beziehung mit der Amplitude der Grundfrequenzkomponente
und daher in direkter Beziehung damit, ob ein Phase-Masseschluss
in dem Motor 110 vorhanden ist. Der durchschnittliche Spannungspegel
der Grundfrequenzkomponentenamplitude in einem spezifischen System
kann von vielen verschiedenen Faktoren abhängig sein und kann abhängig von
der Versorgungsspannung, den Steuerungstechniken, ob der Schluss zu
dem Rahmen eine relativ niedrige Impedanz oder höhere Impedanz besitzt, wie
auch von anderen Faktoren variieren. In den beispielhaften Ausführungsformen
steht die Amplitude des durchschnittlichen Spannungswerts 410 mit
einer Größe des Kurzschlussstromsignals 122 in
Beziehung und kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Warnwert und/oder
ein Störwert überschritten
wurden. Wie oben erläutert,
können
verschiedene Steuerungstechniken verwendet werden, um den Motor 110 (1)
zu steuern. 4 zeigt einen Graphen 400 von
einer Ausführungsformen,
die ein Steuerungsverfahren mit diskontinuierlicher Pulsweitenmodulation
(DPWM) verwendet.
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5 zeigt
einen Graphen 500 von einer Ausführungsform, die eine Steuerungstechnik
mit einer Sinus-Pulsweitenmodulation (SPWM) verwendet, mit einem
Phase-Masse-Störzustand.
Der Graph zeigt einen durchschnittlichen Spannungswert 510 der
Grundfrequenzamplitude gemäß der Funktion 220 des
Verfahrens 200 (2). Eine der Phasenwicklungen
ist in der beispielhaften Ausführungsform des
Graphen 500 zu Masse kurzgeschlossen. Wie oben erläutert, können verschiedene
Faktoren einen durchschnittlichen Spannungspegel der durch den Prozessor 140 (1)
unter Verwendung des Verfahrens 200 oder anderer geeigneter
Verfahren gemessenen Grundfrequenzkomponentenamplitude beeinflussen.
Wie in dem Graphen 500 gezeigt, kann der durchschnittliche
Spannungswert 510 eine Spannung von etwa 14 Volt nach einer
Durchschnittsbildung von 0,2 Sekunden aufweisen. Der Prozessor 140 kann
den Spannungspegel des durchschnittlichen Spannungswerts 510 mit
vorbestimmten Werten vergleichen, um zu bestimmen, ob ein AC-Isolationsverlust
aufgetreten ist.
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Das
Motorsystem 100 (1), welches
das Verfahren 200 (2) verwendet,
kann auf der Basis von Differenzen in den durchschnittlichen Spannungswerten
(Funktion 220) zwischen einem normalen Betriebszustand
und einem Störzustand
bestimmen, wann ein AC-Isolationsverlust auftritt. Die 3–5 zeigen
z. B. durchschnittliche Spannungswerte (310, 410 und 510)
der Grundfrequenzkomponentenamplitude für die erläuterten Ausführungsformen
und Bedingungen, mit einem relativ niedrigen durchschnittlichen
Spannungswert 310 (kleiner als 0,2 Volt) für normale
Betriebsbedingungen und relativ hohen durchschnittlichen Spannungswerten 410 und/oder 510 (höher als
14 Volt) für AC-Isolationsverlustbedingungen.
Auf der Basis dieser Differenzen können die beispielhaften Ausführungsformen
mit einem hohen Grad an Genauigkeit und Zuverlässigkeit bestimmen, wann ein
Isolationsverlust auftritt.
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6 zeigt
das beispielhafte Verfahren 600 zum Detektieren eines Isolationsverlusts
in einem Motorsystem 100 (1). Das
Verfahren 600 umfasst geeigneterweise die weitgehenden
Funktionen, dass ein erstes Spannungssignal empfangen wird (Funktion 212),
das erste Spannungssignal in ein Signal mit einem absoluten Wert
umgewandelt wird (Funktion 218), die AC-Komponenten aus
dem Signal mit dem absoluten Wert herausgefiltert oder gedämpft werden
(Funktion 620), ein Spitzenwert des Signals mit dem absoluten
Wert detektiert wird (Funktion 620) und bestimmt wird,
dass ein Isolationsverlust in dem Motorsystem 100 aufgetreten
ist (Funktion 626). Weitere Ausführungsformen können zusätzlich das
erste Spannungssignal abtasten (Funktion 214) und/oder
DC-Komponenten aus dem ersten Spannungssignal herausfiltern oder
dämpfen (Funktion 216).
Es können
auch verschiedene weitere Funktionen und weitere Merkmale vorgesehen sein,
wie nachfolgend in größerem Detail
beschrieben.
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Das
beispielhafte Verfahren 600 beginnt bei der Funktion 610.
Die Funktionen 212–218 können durchgeführt werden,
wie oben in Verbindung mit 2 und dem
beispielhaften Verfahren 200 erläutert. Wie oben erläutert, kann
die Grundfrequenzkomponente auf jede beliebige Art und Weise gemessen
werden, um zu bestimmen, ob ein AC-Isolationsverlust aufgetreten
ist. In dem beispielhaften Verfahren 200 wird ein durchschnittlicher
Spannungswert von der Grundfrequenzkomponente verwendet, um zu bestimmen,
ob sich der Motor 110 in einem Störzustand befindet. Gleichermaßen verwendet
das Verfahren 600 einen detektierten Spitzenspannungswert
von der Grundfrequenzkomponente, um zu bestimmen, ob sich der Motor 110 in
einem Störzustand
befindet.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
des Verfahrens 600 wird das erste Spannungssignal mit der
Grundfrequenzkomponente in ein Signal mit einem absoluten Wert umgewandelt
(Funktion 218). Wie oben erläutert, kann das Umwandeln der
Grundfrequenzkomponente in einen absoluten Wert zulassen, dass die
Amplitude der Grundfrequenz gemessen wird. In dem beispielhaften
Verfahren filtert der Prozessor 140 AC-Komponenten aus
dem Signal mit dem absoluten Wert heraus oder dämpft diese (Funktion 620).
Nach dem Herausfiltern der AC-Komponenten kann der Prozessor 140 das
Signal verwenden, um einen Spitzenspannungswert zu detektieren (Funktion 622),
um eine Messung der Amplitude der Grundfre quenzkomponente vorzusehen.
Der Spitzenspannungswert kann über
eine geeignete Zeitspanne, z. B. etwa 0,25 Sekunden oder ähnlich,
gemessen werden, wenngleich eine andere Ausführungsform andere Werte verwenden
kann. In dem beispielhaften Verfahren 600 steht/en die
Amplitude des Spitzenspannungswerts und/oder der Anstieg des Spitzenspannungswerts über die
Zeit damit in Beziehung, ob ein Phase-Masseschluss in dem Motor 110 vorhanden
ist. Der Prozessor 140 kann den Spitzenspannungswert und/oder
den Anstieg des Spitzenspannungswerts mit einem oder mehreren Werten
wie z. B. einem Warnwert und/oder einem Störwert vergleichen. In dem beispielhaften
Verfahren 600 wird der Spitzenspannungswert mit einem Störwert verglichen
(Funktion 624). Wenn der Spitzenspannungswert kleiner ist
als der Störwert,
setzt der Prozessor 140 geeigneterweise damit fort, den Motor 110 zu
betreiben. In der beispielhaften Ausführungsform setzt der Prozessor 140 damit
fort, das erste Spannungssignal zu empfangen und die Funktionen
des beispielhaften Verfahrens 600 durchzuführen, während er
den Motor 110 betreibt. Wenn der Spitzenspannungswert gleich
oder höher
als der Störwert
ist, kann der Prozessor 140 bestimmen, dass ein AC-Isolationsverlust
in dem Motor 110 aufgetreten ist (Funktion 626).
Wenn ein Isolationsverlust bestimmt wird, kann der Prozessor 140 den
Betrieb des Motors 110 stoppen und/oder andere geeignete
Prozesse anweisen. Das beispielhafte Verfahren 600 endet
bei der Funktion 640.
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Die 7–9 zeigen
Graphen mit beispielhaften detektierten Spitzenspannungswerten der
Grundfrequenzkomponentenamplitude, gemessen über die Zeit, für spezifische
Ausführungsformen in Übereinstimmung
mit dem Verfahren 600 oder anderen geeigneten Verfahren.
Wie oben erläutert, wird/werden
das erste Spannungssignal 155 (1) und/oder
das zweite Spannungssignal 165 gefiltert, um die Grundfrequenzkomponente
zu beschaffen. In Übereinstimmung
mit dem Verfahren 600 wird die Grundfre quenzkomponente
gemessen, indem die Spitzenspannungswerte der Amplitude des ersten Spannungssignals 155 detektiert
werden.
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7 zeigt
einen Graphen 700 eines Spitzenspannungswerts 710 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude von dem ersten Spannungssignal 155 (1)
gemäß der Funktion 622 des
Verfahrens 600 (6). In der beispielhaften Ausführungsform, die
in dem Graphen 700 gezeigt ist, sind die Phasenwicklungen
von Masse korrekt isoliert. Der Spitzenspannungswert 710 der
Grundfrequenzkomponente in Übereinstimmung
mit dem Verfahren 600 repräsentiert die Amplitude des
AC-Signals, das von der Ausgangsseite 132 des Leistungswechselrichters 130 über die
Masseverbindung 190 übertragen
wird. In der beispielhaften Ausführungsform
ist der Spitzenspannungswert 710 relativ klein, da kein
Strom mit der Grundfrequenz durch die Masseverbindung 190 (1)
fließt.
Der beispielhafte Graph 700 zeigt, dass der Spitzenspannungswert 710 etwa
null Volt nach etwa 0,2 Sekunden und weniger als 0,002 Volt bei
etwa 0,25 Sekunden beträgt.
In der beispielhaften Ausführungsform
ist der Spitzenspannungswert 710 der Grundfrequenzkomponente
kleiner als der Störwert
und der Prozessor 140 bestimmt auf der Basis des Spitzenspannungswerts 710,
dass die Phasenwicklungen 114, 116 und 118 korrekt
von der Masse isoliert sind.
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Der
Graph 800 zeigt den Spitzenspannungswert 810 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude von dem ersten Spannungssignal 155 gemäß der Funktion 622 des
Verfahrens 600 (6), wenn eine der Phasenwicklungen
zu Masse kurzgeschlossen ist. Der Spitzenspannungswert 810 kann
relativ hoch sein, wenn das Motorsystem 100 (1)
eine Phase-Masse-Störung aufweist.
Zum Beispiel beträgt
in dem Graphen 800 der Spitzenspannungswert 810 etwa
6 Volt bei ungefähr
0,2 Sekunden und etwa 14 Volt bei ungefähr 0,25 Sekunden. Der Spitzenspannungswert 810 kann mit
einem Störwert
verglichen werden, um zu bestimmen, ob ein Isolationsverlust in dem
Motor 110 aufgetreten ist. In der beispielhaften Ausführungsform
ist die Größe des Spitzenspannungswerts 810 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude direkt mit mehreren Faktoren korreliert, welche
die Versorgungsspannung, das Motorsteuerungstechniken, ob der Schluss
zu dem Rahmen eine relativ niedrige Impedanz oder höhere Impedanz
besitzt, wie auch von anderen Faktoren umfassen. Wie oben erläutert, können verschiedene
Steuerungstechniken verwendet werden, um den Motor 110 (1)
zu steuern. 8 zeigt einen Graphen 800 von
einer Ausführungsform,
die ein Steuerungstechniken mit diskontinuierlicher Pulsweitenmodulation (DPWM)
verwenden.
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9 zeigt
einen Graphen 900 von einer Ausführungsform, die eine Steuerungstechnik
mit einer Sinus-Pulsweitenmodulation (SPWM) verwendet, mit einer
Phase-Masse-Störbedingung.
Der Graph 900 zeigt einen Spitzenspannungswert 910 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude von dem ersten Spannungssignal 155 (1)
gemäß der Funktion 622 des
Verfahrens 600 (6). Wenn eine Phase-Masse-Störung in
dem Motorsystem 100 auftritt, kann der Spitzenspannungswert 910 einen
relativ hohen Wert aufweisen. Zum Beispiel zeigt der Graph 900 einen
relativ hohen Spitzenspannungswert 910 mit einem Wert von
etwa 0,6 Volt bei etwa 0,2 Sekunden und einem Wert von etwa 1,4
Volt bei etwa 0,25 Sekunden. Der Spitzenspannungswert 910 der
Grundfrequenzkomponentenamplitude von einem Störzustand ist relativ hoch verglichen
mit dem Spitzenspannungswert 710 (7) von einem
System, das keinen Störzustand
aufweist. In der beispielhaften Ausführungsform, wenn eine Phase-Masse-Störung auftritt,
ist der Spitzenspannungswert 910 höher als der Störwert, wie
oben erläutert.
Der Prozessor 140 kann den Spitzenspannungswert 910 mit dem
Störwert
vergleichen, um zu bestimmen, ob ein AC-Iso lationsverlust aufgetreten
ist, und ob die Steuerung des Leistungswechselrichters 130 modifiziert werden
sollte.
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Das
Motorsystem 100 (1), welches
das Verfahren 600 (6) verwendet,
kann auf der Basis von Differenzen in den Spitzenspannungswerten
von der Grundfrequenzkomponentenamplitude des ersten Spannungssignals
(Funktion 622) zwischen einem normalen Betriebszustand
und einem Störzustand
bestimmen, wann ein AC-Isolationsverlust auftritt. Die 7–9 zeigen
z. B. Spitzenspannungswerte (710, 810 und 910)
für die
erläuterten Ausführungsformen
und Bedingungen mit einem relativ niedrigen Spitzenspannungswert 710 (kleiner als
0,002 Volt bei 0,25 Sekunden) für
normale Betriebsbedingungen und relativ hohen Spitzenspannungswerten 810 und/oder 910 (höher als
1,2 Volt bei 0,25 Sekunden) für
AC-Isolationsverlustbedingungen. Der relativ niedrige Spitzenspannungswert 710 ist
eine Messung einer geringen Amplitude der Grundfrequenzkomponentenamplitude
in dem ersten Spannungssignal 155 (1) und die
relativ hohen Spannungswerte 810 und/oder 910 sind
eine Messung einer relativ großen
Grundfrequenzkomponente in dem ersten Spannungssignal 155.
Auf der Basis dieser Differenzen kann die beispielhafte Ausführungsform
mit einem hohen Grad an Genauigkeit und Zuverlässigkeit bestimmen, wann ein
Isolationsverlust auftritt.
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10 zeigt
ein beispielhaftes Verfahren 1000 zum Detektieren eines
Isolationsverlusts in einem Motorsystem mithilfe von orthogonalen
(z. B. Sinus- und Cosinus-)Komponenten eines Quellensignals. Das
beispielhafte Verfahren 1000 umfasst geeigneterweise die
weitgehenden Funktionen, dass ein erstes Spannungssignal empfangen
wird (Funktion 1012), das erste Spannungssignal mit einer
ersten orthogonalen (Sinus-)Komponente eines Quellensignals multipliziert
wird (Funktion 1018), was in einem ersten Abschnitt des
ersten Spannungssignals resultiert, das erste Span nungssignal mit
einer zweiten Orthogonalen (Cosinus-)Komponente des Quellensignals
multipliziert wird (Funktion 1020), was in einem zweiten
Abschnitt des ersten Spannungssignals resultiert, der erste Abschnitt
und der zweite Abschnitt des ersten Spannungssignals kombiniert
werden, um ein gefiltertes Spannungssignal mit einer Amplitude zu
erhalten (Funktion 1022), und bestimmt wird, dass ein AC-Isolationsverlust
in dem Motor 110 vorliegt. (Funktion 1026). Weitere
Ausführungsformen
können
zusätzlich
ein Quellensignal mit der Grundfrequenz des Motors 110 produzieren
(Funktion 1014) und/oder das Quellensignal in orthogonale Komponenten
trennen (Funktion 1016). Es können auch verschiedene weitere
Funktionen und weitere Merkmale vorgesehen sein, wie nachfolgend
in größerem Detail
beschrieben.
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Das
Verfahren 1000 beginnt bei der Funktion 1010.
In einer beispielhaften Ausführungsform
empfängt
der Prozessor 140 (1) ein erstes
Spannungssignal 155 (Funktion 1012) auf eine beliebige geeignete
Weise. Der Prozessor 140 kann z. B. ein Datenerfassungsmodul
mit geeigneten elektrischen Verbindungen zum Empfangen des ersten
Spannungssignals 155 umfassen. Der Prozessor 140 kann
auch ein Quellensignal mit einer Grundfrequenz produzieren (Funktion 1014).
Zum Beispiel kann der Prozessor 140 ein Signal mit der
Grundfrequenz zum Ansteuern des Motors 110 und/oder für andere
Funktionen produzieren. In der beispielhaften Ausführungsform
wird das Quellensignal in orthogonale Komponenten aufgeteilt (Funktion 1016),
wie z. B. eine Sinuskomponente und eine Cosinuskomponente. Eine
erste Quellenkomponente (Sinus) wird mit dem ersten Spannungssignal 155 multipliziert
(Funktion 1018), was in einem ersten Abschnitt des ersten Spannungssignals
resultiert. Die zweite Quellenkomponente (Cosinus) wird mit dem
ersten Spannungssignal 155 multipliziert (Funktion 1020),
was in einem zweiten Abschnitt des ersten Spannungssignals resultiert.
Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt werden mithilfe von
zwei in der Software implementierten Tiefpassfiltern gefiltert (Funktionen 1019 und 1021).
Aus diesen beiden Ausgängen
der Tiefpassfilter wird die Quadratsumme gebildet (Funktion 1022), um
eine Amplitude zu erhalten, die mit dem Schwellenstörwert verglichen
werden kann (Funktion 1024). Dieser Prozess entfernt Komponenten
niedriger Frequenz wie z. B. DC-Komponenten von der Amplitude des
ersten Spannungssignals.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
entfernt der Prozess zum Kombinieren des ersten Spannungssignals 155 mit
orthogonalen Komponenten (Funktionen 1018 und 1020)
und zum Kombinieren der getrennten Signale (Funktion 1022)
DC-Komponenten in dem ersten Spannungssignal 155 oder dämpft diese,
sodass das erste Spannungssignal hauptsächlich Grundfrequenzkomponenten
enthält. In
dem beispielhaften Motorsystem 100 besitzt die Grundfrequenzkomponente
des ersten Spannungssignals 155 eine größere Amplitude, wenn ein Phase-Masseschluss
in dem Motor 110 auftritt, im Vergleich mit der Amplitude
der Grundfrequenzkomponente unter normalen Bedingungen. Der Prozessor 140 kann
die Amplitude des ersten Spannungssignals 155 mit einem
Störwert
vergleichen (Funktion 1024), um zu bestimmen, ob ein AC-Isolationsverlust in
dem Motor 110 aufgetreten ist. In der beispielhaften Ausführungsform
setzt der Prozessor 140 damit fort, das erste Spannungssignal
zu überwachen,
um zu bestimmen, ob die Amplitude der Grundfrequenzkomponente größer ist
als der Störwert.
Wenn die Amplitude gleich oder größer als der Störwert ist, kann
der Prozessor bestimmen, dass ein AC-Isolationsverlust aufgetreten
ist (Funktion 1026), und den Betrieb des Motors 110 abschalten.
Es kann/können eine
andere Programmierlogik oder -funktionen von dem Prozessor 140 und/oder
weiteren Prozessoren durchgeführt
werden, wenn der Prozessor 140 bestimmt, dass ein AC-Isolationsverlust
aufgetreten ist.
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11 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 1100 zum
Detektieren eines Isolationsverlusts in einem Motorsystem 100 (1). Das
Verfahren 1100 umfasst geeigneterweise die weitgehenden
Funktionen, dass ein erstes Spannungssignal (Funktion 1111)
und ein zweites Spannungssignal empfangen werden (Funktion 1112),
ein erster Mittelwert des ersten Spannungssignals (Funktion 1117)
und ein zweiter Mittelwert des zweiten Spannungssignals gemessen
werden (Funktion 1118), der erste Mittelwert mit dem zweiten
Mittelwert verglichen wird (Funktion 1122) und bestimmt
wird, ob ein Isolationsverlust aufgetreten ist (Funktion 1126).
Weitere Ausführungsformen
können
zusätzlich
das erste Spannungssignal (Funktion 1115) und das zweite
Spannungssignal abtasten (Funktion 1116). Es können auch
verschiedene weitere Funktionen und weitere Merkmale vorgesehen
sein, wie nachfolgend in größerem Detail
beschrieben.
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Das
beispielhafte Verfahren 1100 kann verwendet werden, um
einen Phase-Masse-Isolationsverlust zu detektieren, wenn der Motor 110 (1) mit
einer niedrigen Grundfrequenz und/oder bei einem stehen bleibenden
Zustand arbeitet. Wenn das Motorsystem 100 z. B. in einem
Fahrzeug verwendet wird, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
mit der Drehzahl und/oder der Grundfrequenz des Motors 110 in
Beziehung stehen. Wenn das Fahrzeug angehalten wird oder sich mit
einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt, kann die Grundfrequenz niedriger
sein als eine niedrigste geeignete Frequenz zur Verwendung in einigen
Verfahren zum Detektieren eines AC-Isolationsverlusts. Das beispielhafte
Verfahren 1100 kann einen AC-Isolationsverlust bei niedrigen
Grundfrequenzen detektieren und kann auch einen DC-Isolationsverlust
detektieren. Ein DC-Isolationsverlust kann z. B. auftreten, wenn
ein Schluss oder ein Teilschluss zwischen dem positiven Anschluss 172 oder
negativen Anschluss 174 der Leistungsquel le 170 und
der Masse 190 wie z. B. einem Fahrwerk oder einem Motorrahmen 112 vorhanden
ist.
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Das
beispielhafte Verfahren 1100 beginnt bei der Funktion 1110.
Der Prozessor 140 (1) kann ein
erstes Spannungssignal 155 (Funktion 1111) und ein
zweites Spannungssignal 165 auf eine beliebige Weise empfangen
(Funktion 1112). In einer beispielhaften Ausführungsform
tastet der Prozessor 140 unter Verwendung eines A/D-Wandlers,
der ein Teil des Prozessors oder kommunikativ mit dem Prozessor 140 gekoppelt
ist, das erste Spannungssignal 155 (Funktion 1115)
und das zweite Spannungssignal 165 ab (Funktion 1116).
Der Prozessor 140 kann einen ersten Mittelwert von dem
ersten Spannungssignal 155 (Funktion 1117) und
einen zweiten Mittelwert von dem zweiten Spannungssignal 165 messen (Funktion 1118).
In einer beispielhaften Ausführungsform
stehen der Mittelwert des ersten Spannungssignals 155 und
des zweiten Spannungssignals 165 mit der Amplitude von
DC-Komponenten der Spannungssignale 155 und 165 in
Beziehung.
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Unter
normalen Betriebsbedingungen entspricht der erste Mittelwert annähernd dem
zweiten Mittelwert. Unter Störbedingungen
kann sich der erste Mittelwert jedoch deutlich von dem zweiten Mittelwert
unterscheiden. Wenn das Motorsystem 100 (1)
einen Schluss in dem Leistungsbus 150, z. B. einen Schluss
zwischen dem negativen Anschluss 174 und dem Motorrahmen 112 erfahren
hat, kann das erste Spannungssignal 155 eine deutlich kleinere
DC-Komponentenamplitude aufweisen als das zweite Spannungssignal 165.
Der Schluss in dem Leistungsbus 150 kann detektiert werden,
indem die Mittelwerte des ersten Spannungssignals 155 und des
zweiten Spannungssignals 165 verglichen werden (Funktion 1122).
Alternativ, wenn ein Phase-Masseschluss während eines stehen bleibenden Zustands
des Motors 110 auftritt, kann die kurzgeschlossene Phase
eine DC-Verschiebung in entweder dem ersten oder dem zweiten Spannungssignal verursachen.
Der Phase-Masseschluss kann von dem Prozessor 140 detektiert
werden, der die Mittelwerte vergleicht (Funktion 1122).
Andere Störungen in
dem Motorsystem 100 können
eine Differenz im Mittelwert zwischen dem ersten Mittelwert und
dem zweiten Mittelwert verursachen.
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In
dem beispielhaften Verfahren 1100 wird ein mittlerer Differenzstörwert verwendet,
der geeignete Schwankungen zwischen dem ersten Mittelwert und den
zweiten Mittelwerten auf Grund solcher Faktoren wie Unregelmäßigkeiten
in Schaltungen, eines elektronischen Rauschens, Schwankungen in
der Leistungsquelle 170, wie auch andere entsprechende
vorweggenommene Schwankungen zulässt.
In der beispielhaften Ausführungsform
wird der mittlere Differenzstörwert
mit der gemessenen Differenz verglichen, um zu bestimmen, ob eine
Störung
aufgetreten ist (Funktion 1124). Wenn der Prozessor 140 bestimmt,
dass die gemessene Differenz geringer ist als der mittlere Differenzstörwert, kann
der Prozessor 140 damit fortsetzen, den Motor 110 zu
betreiben und Mittelwerte von dem ersten Spannungssignal 155 und
dem zweiten Spannungssignal 165 zu vergleichen. In dem
Verfahren 1100 bestimmt der Prozessor 140, dass
ein Isolationsverlust besteht, wenn die gemessene Differenz größer ist
als der mittlere Differenzstörwert
(Funktion 1126). Es können
verschiedene Funktionen auf der Basis der Bestimmung, dass ein DC-Isolationsverlust
besteht, durchgeführt
werden. Zum Beispiel kann der Prozessor 140 einem separaten
System mitteilen, die Leistungsversorgung 170 von dem Leistungsbus 150 zu
trennen oder zu isolieren, wenn ein DC-Isolationsverlust bestimmt wird.
Das beispielhafte Verfahren 1100 endet bei der Funktion 1140.
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Die
erläuterten
beispielhaften Ausführungsformen
und Verfahren stellen Vorteile bereit, wie z. B. die Reduktion der
Anzahl von Stromsensoren, die in einem Mehrphasenmotorsystem verwendet
werden. Die Vorteile können
auch eine schnellere Ansprechzeit auf Isolationsverlustzustände umfassen
und dadurch ein Ausschalten des Motorsystems 100 zulassen,
um einen weiteren Schaden auf Grund einer Kurzschlussbedingung zu
begrenzen. Verschiedene Ausführungsformen
können
auch den Vorteil bereitstellen, dass AC-Isolationsbedingungen zur
gleichen Zeit detektiert werden wie die Detektion von DC-Isolationsbedingungen.
Es können
auch weitere Vorteile von Fachleuten realisiert werden und sind
für diese verständlich.
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Wie
hierin verwendet, bedeutet das Wort „beispielhaft”, dass
etwas als „Beispiel,
Fall oder Veranschaulichung” und
nicht als ein „Modell
dient”,
das exakt dupliziert würde.
Jede hierin als beispielhaft beschriebene Implementierung ist nicht
zwangsweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Implementierungen
auszulegen. Des Weiteren besteht nicht die Absicht einer Eingrenzung
durch irgendeine zum Ausdruck gebrachte oder implizierte Theorie, die
in dem/der oben angeführten
technischen Gebiet, Hintergrund, Kurzzusammenfassung oder detaillierten
Beschreibung präsentiert
wird.
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Wie
hierin verwendet, soll der Ausdruck „im Wesentlichen” entsprechend
jegliche geringen Abweichungen auf Grund von Konstruktions- oder
Herstellungsfehlern, Vorrichtungs- oder Komponententoleranzen, Umwelteinflüssen und/oder
anderen Faktoren einschließen.
Der Ausdruck „im
Wesentlichen” lässt auch
eine Abweichung von einem perfekten oder idealen Fall auf Grund
von parasitären
Einflüssen,
Rauschen und anderen praktischen Überlegungen zu, die in einer
tatsächlichen
Implementierung vorhanden sein können.
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Die
vorhergehende Beschreibung kann sich auf Elemente oder Knoten oder
Merkmale beziehen, die miteinander „verbunden” oder „gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet,
bedeutet „verbunden”, wenn nicht
ausdrücklich
anders angegeben, dass ein Element/Knoten/Merkmal elektrisch, mechanisch,
logisch oder anderweitig direkt mit einem anderen Element/Knoten/Merkmal
zusammengeschlossen ist (oder direkt damit kommuniziert). Ebenso
bedeutet „gekoppelt”, wenn
nicht ausdrücklich
anders angegeben, dass ein Element/Knoten/Merkmal mechanisch, elektrisch,
logisch oder anderweitig direkt mit einem anderen Element/Knoten/Merkmal
entweder auf eine direkte oder eine indirekte Weise zusammengeschlossen
sein kann, um eine Wechselwirkung zuzulassen, obwohl die beiden
Merkmale nicht direkt verbunden sein können. Das heißt, dass „gekoppelt” sowohl
das direkte als auch das indirekte Zusammenschließen von
Elementen oder anderen Merkmalen einschließlich einer Verbindung mit
einem oder mehreren eingreifenden Elementen einschließen soll.
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Darüber hinaus
kann auch eine bestimmte Terminologie in der Beschreibung nur als
Referenz verwendet werden und soll daher nicht einschränkend sein.
Zum Beispiel implizieren die Ausdrücke „erste/r/s”, „zweite/r/s” und dergleichen
numerische Ausdrücke,
die sich auf Strukturen oder Elemente beziehen, keine Sequenz oder
Reihenfolge, sofern dies nicht direkt durch den Kontext angezeigt
ist.
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Während zumindest
eine beispielhafte Ausführungsform
in der vorhergehenden detaillierten Beschreibung präsentiert
wurde, sollte einzusehen sein, dass es eine große Anzahl von Varianten gibt.
Es sollte auch einzusehen sein, dass die beispielhafte Ausführungsform
oder beispielhaften Ausführungsformen
nur Beispiele sind und den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder
die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
Vielmehr wird die vorhergehende detaillierte Beschrei bung dem Fachmann
eine einfache Anleitung zum Ausführen der
beispielhaften Ausführungsform
oder beispielhaften Ausführungsformen
bieten. Es sollte einzusehen sein, dass verschiedene Änderungen
in der Funktion und Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne
von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den beiliegenden
Ansprüchen
und deren gesetzlichen Äquivalenten
dargelegt ist.