FI119536B - A method for detecting ground fault conditions in a motor controller - Google Patents

A method for detecting ground fault conditions in a motor controller Download PDF

Info

Publication number
FI119536B
FI119536B FI20070531A FI20070531A FI119536B FI 119536 B FI119536 B FI 119536B FI 20070531 A FI20070531 A FI 20070531A FI 20070531 A FI20070531 A FI 20070531A FI 119536 B FI119536 B FI 119536B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
potential side
link
switching elements
motor controller
switching
Prior art date
Application number
FI20070531A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20070531A (en
Inventor
Henrik Andersen
Original Assignee
Danfoss Drives As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/DK2004/000920 external-priority patent/WO2006069568A1/en
Application filed by Danfoss Drives As filed Critical Danfoss Drives As
Priority to FI20070531A priority Critical patent/FI119536B/en
Publication of FI20070531A publication Critical patent/FI20070531A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI119536B publication Critical patent/FI119536B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass

Description

119536119536

Menetelmä maavikatilojen ilmaisemiseksi moottoriohjaimessa - Förfarande för detektering av jordfeltillständ i en motorstyrenhetMethod for detecting ground fault conditions in a motor controller - Förfarande för detektering av jordfeltillständ i en motorstyrenhet

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää maavian olemassaolon määrittämiseksi 5 lennossa ja siten moottoriohjaimen, jolla on korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkki, suojaamiseksi. Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan erottaa differentiaalimoodin ylivirrat ja yleisen moodin ylivirrat toisistaan.The present invention relates to a method for determining the existence of a ground fault on the fly and 5 to the engine controller which has a high potential and the low-side DC-link in order to protect. The method of the present invention can distinguish between differential mode overcurrent and general mode overcurrent.

Keksinnön tausta AC-moottorien jne. moottoriohjaimien on tiedettävä, onko toiminnan aikana ole-10 massa maavika (yleisen moodin vika). Tämäntyyppinen vika on erotettava diffe-rentiaalimoodivioista, kuten moottorin seisahtuneen roottorin aiheuttamista ylivir-roista.BACKGROUND OF THE INVENTION Motor controllers of AC motors, etc., need to know whether there is a ground fault (general mode fault) during operation. This type of fault must be distinguished from differential modes such as overcurrent caused by a stalled rotor of the motor.

Alan ammattimies tunnistaa seuraavan moottoriohjaimen ylivirtatilanteisiin liittyvän tärkeysjärjestyksen.One of ordinary skill in the art will recognize the importance of the following motor controller overcurrent situations.

15 a. Kytkentäelementtien saturaatiotasoalueella olevien oikosulkuvirtojen tulisi saada aikaan pysyvän alasajon käynnistyminen mikrosekuntien sisällä, oli matalan impedanssin ongelma sitten laadultaan yleistä moodia tai differentiaalimoodia.15a. Short-circuiting currents in the saturation plane of the switching elements should cause a permanent shutdown to occur within microseconds, be it a low impedance problem or a general mode or differential mode.

• b. Yleistä moodia olevien vikojen, joilla on virtaa rajoittava impedanssi maasilmu-:***: kassa, aiheuttamat ylivirrat tulisi rajoittaa ylätasolle tietyksi ajanjaksoksi, joka : 20 on millisekunteja, ennen kuin käynnistetään pysyvä alasajo.• b. General mode faults with a current limiting impedance in the ground loop -: *** trunk should be limited to the high level for a specific time period of: 20 milliseconds before the permanent shutdown is initiated.

• · · • · .’;·** c. Kuormaan liittyvien, differentiaalimoodia olevien vikojen aiheuttamat ylivirrat tu- • · : " lisi rajoittaa ylätasolle tietyksi ajanjaksoksi, joka on sekunteja, ennen kuin käynnistetään pysyvä alasajo.• · · • ·. ’; · ** c. Overloads caused by load-related differential mode faults should be limited to the upper level for a period of • seconds before the permanent shutdown is initiated.

;y; Moottoriohjaimet, joilla on maavuoto lähtövaiheessa, luokitellaan todennäköisesti .···. 25 kohdan b. ongelman omaaviksi, kun tasasuuntaajapuoli käyttää induktanssia linja- • · **’ virran harmonisten komponenttien rajoittamiseen IEC1000-3-2:n tai IEC1000-3- « · v.: 12:n mukaisesti. Kohdan b. ja c. välinen ero on, että yleisen moodin virrat rasitta- • · · :...i vat tasasuuntaajareittiä suurtaajuusvirroilla, mitä differentiaalimoodin virrat eivät tee. Tasasuuntaajarasitus saattaa johtaa katastrofaalisiin vikoihin, jos kesto on mil- • · · 30 lisekunteja pidempi., Y; Motor controllers with ground leakage at start are likely to be classified. 25 b) when the rectifier side uses inductance to limit the harmonic components of line · · ** 'according to IEC1000-3-2 or IEC1000-3- «· v .: 12. For b. And c. the difference is that the general mode currents strain the • · ·: ... i rectifier path at high frequency currents, which the differential mode currents do not. Rectifier stress can lead to catastrophic failure if the duration is • · · 30 seconds longer.

• ♦ 119536 2• ♦ 119536 2

Danfoss Drives A/S:n vuodesta 1995 lähtien tuottamassa VLT5000:ssa käytetään 3 virtamuunninta lähtövaiheissa. Summaamalla virtamuuntimien signaalit generoidaan maavikasignaali. Tällä periaatteella pystytään siten aina erottamaan differen-tiaalimoodiviat ja yleisen moodin viat toisistaan. Tämän ratkaisun haittapuoli liittyy 5 kustannuksiin.Produced by Danfoss Drives A / S since 1995, the VLT5000 uses 3 current converters in the output phase. By summing the signals of the current converters a ground fault signal is generated. This principle is thus always able to distinguish between differential mode faults and general mode faults. The disadvantage of this solution is related to 5 costs.

Danfoss Drives A/S:n vuodesta 1998 lähtien tuottamassa VLT2800:ssa käytetään sivupiiriä alemmassa DC-linkkiväylässä tunnistamaan differentiaalimoodin virrat ja yleisen moodin summausvirtamuuntajaa tasasuuntaajareitillä tunnistamaan maa-virrat. Tällä periaatteella pystytään siten erottamaan differentiaalimoodin ja yleisen 10 moodin viat toisistaan. Samanlaista lähestymistapaa ehdotetaan US-patentissa 5 687 049, jossa summausmuuntaja on sijoitettu moottoriohjaimen invertterivai-heeseen. Vaikka tällä ratkaisulla on pienemmät kustannukset kuin VLT5000-ratkaisulla, molemmista ratkaisuista on seurauksena ongelmallinen PCB-asetelma DC-linkissä olevien useampien virta-anturielementtien takia.Produced by Danfoss Drives A / S since 1998, the VLT2800 uses a bypass circuit on the lower DC link bus to identify differential mode currents and a general mode summing current transformer on a rectifier path to identify ground currents. This principle is thus capable of distinguishing between differential mode and general mode 10 faults. A similar approach is proposed in U.S. Patent No. 5,687,049, where a summing transformer is located in the inverter phase of a motor controller. Although this solution has lower costs than the VLT5000 solution, both solutions result in a problematic PCB assembly due to the multiple current sensor elements in the DC link.

15 US-patentissa 5 687 049 ehdotetaan ratkaisua, jossa on korkea- ja matalapotenti-aalipuolen virta-anturielementti DC-linkkiväylän invertteriosassa. Summaamalla 2 tunnistussignaalia (jolloin ainakin toisen on käytettävä galvaanista/funktionaalista eristystä) saadaan maavirtasignaali, joka on samanlainen kuin VLT5000-ratkaisussa. Tämä ratkaisu kykenee siten erottamaan kohdat b. ja c. toisistaan. 20 Haittapuolena on käytännön PCB-asetelmaongelma.15 of U.S. Patent 5 687 049 proposes a solution with a high and matalapotenti-aalipuolen current sensor element of the DC link to the inverter bus. By summing 2 detection signals (whereby at least one must use galvanic / functional isolation), a ground current signal similar to the VLT5000 solution is obtained. This solution is thus able to distinguish between b. And c. one another. 20 The disadvantage is the practical PCB still life problem.

• ,* Vuoden 1996 IAS-konferenssin julkaisuissa "Single Current Sensor Techniques in • · · j ·* the DC-link of Three-phase PWM-VS Inverters A Review and the Ultimate Soluti- :.: : on” ja US-patentissa 5 687 049 on esitetty ratkaisu, joka käsittää virtamuuntimen, • · · jossa on johdotettu sekä positiivinen että negatiivinen DC-linkkiväylä muuntimen :**- 25 läpi erisuuruisella määrällä kierroksia. Tämä ratkaisu pienentää virta- anturielementtien määrän yhdeksi yksiköksi, ja sen ilmoitetaan olevan "lopullinen ratkaisu” moottoriohjaimen suojaamiseksi (erottaa kohdat b. ja c. toisistaan). Alan ammattimies ymmärtää kuitenkin, että tällaiset useat kierrokset virtamuuntimessa .···. saattavat vaarantaa optimaalisen kytkennän ja aiheuttaa liiallisen vuotoinduktans- '·* 30 sin DC-linkin invertteripuolella. Lisäksi PCB-asetelma on ongelmallinen. Myös • · suunnittelu ja automaattinen kokoonpano vaikeutuvat käytettäessä useita kierrok- ··· siä, joilla on eri potentiaalit, uudenaikaisessa pienikokoisessa virtamuuntimessa.•, * in the 1996 IAS Conference Publications on "Single Current Sensor Techniques in • · · J · * the DC-link of three-phase PWM-VS Inverters A Review and the Ultimate Soluti-:. 5,687,049 discloses a solution comprising a current converter, · · · wired with both positive and negative DC link bus converter: ** to 25 through different number of turns. This solution reduces the number of current sensor elements to one unit and is reported as " final solution 'to protect the motor controller (distinguishes b. and c.). However, one skilled in the art will appreciate that such multiple revolutions of the current converter. may jeopardize the optimum circuitry and cause excessive leakage inductance on the inverter side of the 30 * DC link. In addition, the PCB assembly is problematic. Also, the · · design and automatic configuration are complicated by the use of several revolutions with different potentials in a state-of-the-art compact current converter.

··· • * *·* | Esillä olevaa keksintöä käytetään siten edullisesti seuraavien laitteistoyhdistelmien yhteydessä, joiden katsotaan sopivan parhaiten uudenaikaiselle, pienet kustan-35 nukset omaavalle ja kestävälle moottoriohjaimelle.··· • * * · * | Thus, the present invention is advantageously used in conjunction with the following hardware combinations, which are considered to be best suited for a modern, low cost and durable motor controller.

3 119536 1. Moottoriohjain, jolla on invertterivaihe, jossa käytetään slvupiiriä sarjassa kunkin matalapotentiaallpuolen kytkentäelementin kanssa, ja korkeapotentiaalipuo-len kytkentäelementtien desaturaatiosuojaus.3 119536 1. A motor controller having a invertterivaihe using slvupiiriä in each matalapotentiaallpuolen with the switching element, and korkeapotentiaalipuo-len switching elements desaturaatiosuojaus.

2. Moottoriohjain, jolla on sivupiiri matalapotentiaallpuolen DC-linkkiväylässä ja 5 korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtien desaturaatiosuojaus.2. The motor controller having a side DC circuit matalapotentiaallpuolen linkkiväylässä and five high-potential side switching elements desaturaatiosuojaus.

3. Moottoriohjain, jolla on virtamuunnin matala- ja korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiväylässä sekä korkea- ja matalapotentiaallpuolen kytkentäelementtien desaturaatiosuojaus.3. The motor controller of the power converter of low and high potential side of the DC-linkkiväylässä both the high and the switching elements matalapotentiaallpuolen desaturaatiosuojaus.

Kohdissa 1 ja 2 oletetaan, että moottoriohjaimen ohjauspiiristöä vertaillaan mata-10 lapotentiaalipuolen DC-linkkiväylään. Kohdassa 3 oletetaan, että ohjauspiiristö on galvaanisesti eristetty tehovaiheesta. Virta-anturielementti (elementit) antaa (antavat) palautetta moottoriohjaimen ohjauspiiristölle. Desaturaatiosuojausta käytetään suojaamaan kytkentäelementtejä, jotka ovat sillä puolella, joka on vastakkainen siihen puoleen nähden, jolla virta-anturielementti (elementit) sijaitsee (sijaitsevat). 15 Desaturaatiosuojauksella voi olla tai olla olematta galvaanisesti/funktionaalisesti eristetty takaisinkytkentä ohjauspiiristöön US-patentissa 5 687 049 kuvatun mukaisesti.Sections 1 and 2, it is assumed that the motor driver control circuitry compares the mata-10 lapotentiaalipuolen the DC-link bus. In step 3, it is assumed that the control circuit is galvanically isolated from the power phase. The current sensor element (s) provide feedback to the motor controller control circuitry. Desaturation protection is used to protect the switching elements which are on the side opposite to the side on which the current sensor element (s) is (are) located. Desaturation protection may or may not have galvanically / functionally isolated feedback to the control circuitry as described in U.S. Patent 5,687,049.

Desaturaatiosuojaus ilman takaisinkytkentää on patentoitu US-patentissa 5 687 049 ja tarkoittaa, että desaturaatiosuojauksella varustetut kytkentäelementit toimi-20 vat itsesuojaavasti sykli sykliltä, kunnes keskusohjauspiiristö kytkee invertterivai- • · · : V heen toiminnasta vasteena virta-anturielementiltä tulevaan vikasignaaliin. Desatu- raatiosuojaus, jossa on takaisinkytkentä, on hyvin tunnettu, ja sitä ovat tarjonneet käyttöön monet myyjät ainakin 1990-luvun alkupuolelta lähtien - esimerkkeinä j'.(i mainittakoon IXYS driver chipset IXPD4410 ja IXPD4411.Desaturation protection without feedback is patented in U.S. Pat. No. 5,687,049 and means that the desaturation-protected switching elements operate on a self-protection cycle, until the central control circuitry switches the · · · V operation in response to a current sensor element. Desaturation protection with feedback is well known and has been provided by many vendors since at least the early 1990s, as examples j '(i should mention the IXYS driver chipset IXPD4410 and IXPD4411).

• ·· » · *·** 25 Edullisina pidetyt laitteistokokoonpanot eivät kykene erottamaan yleisen moodin ja differentiaalimoodin vikatilaa toisistaan muiden ratkaisujen tavoin. On suoritettava • · \v DC-linkin virta-anturielementin (elementtien) älykästä näytteistystä. Edellä maini- ϊ"*: tussa vuoden 1996 IAS:n julkaisussa esitetään, että maavikavirtaa voidaan näyt- .·[·. teistää 000- tai 111-nollajännitevektorien aikana. Vuoden 1996 IAS:n julkaisussa * · · 30 ehdotettu menetelmä ei kuitenkaan tarjoa sitä mahdollisuutta, että voitaisiin tunnis- *:** taa maavikaan liittyvä vaihe.The preferred hardware configurations are unable to differentiate between general mode and differential mode failure modes, as with other solutions. • · \ v Intelligent sampling of the DC link current sensor element (s) must be performed. However, the above-mentioned julkais "* publication of IAS 1996 states that earth fault current may be displayed. · [·. Reproduced during the 000 or 111 zero-voltage vectors. However, the method suggested in IAS 1996 publication * · · 30 does not provide the possibility of *: ** identifying an earthquake-related phase.

• ·· • · · • · · Näin ollen on saatavissa tietoa kytkentäjakson perusteella niin kauan kuin on saa- • · tavissa nollajännitevektori. Julkaisussa EP 0 490 388 on esitetty ylivirtavikasignaa-lin vastaanottoperiaate, jossa ensimmäisenä toimenpiteenä generoidaan signaali 4 11953(6 PWM-sekvenssistä sen määrittämiseksi, tapahtuiko vika nollajännitevektorin vai aktiivisen vektorin aikana. Tällä tavalla saadaan erotettua edellä mainitut kohdat b. ja c. toisistaan. Patentissa ei kuitenkaan oteta huomioon sitä ongelmaa, että nolla-jännitevektoria ei ehkä ole yleisesti olemassa kaikissa toimintakohdissa.Therefore, information is available based on the switching cycle as long as a zero voltage vector is available. EP 0 490 388 discloses the principle of receiving an overcurrent fault signal, which as a first step generates a signal 411953 (6 from the PWM sequence to determine whether a fault occurred during a zero voltage vector or an active vector. This way the above b. however, ignores the problem that a zero-voltage vector may not exist universally at all operating points.

5 Yksi teollisuusstandardi PWM-generoinnille on tilavektorimodulaatio, joka on esitetty vuoden 1990 PESC-konferenssin julkaisussa "Stator Flux Oriented Asynchronous Vector Modulation for AC-Drives” (jota kutsutaan jäljempänä SFAVM:ksi) yhdessä SFAVM:n kaikkien niiden varianttien kanssa, jotka on kehitetty vaihtelemalla nollajännitevektoridistribuutiota.. Näiden PWM-strategioiden tavoitteena on 10 saada aikaan optimaalinen moottorin suorituskyky väännön ja virran aaltoisuuden, häviöiden, akustisen kohinan ja jännitteensiirtosuhteen tulosta lähtöön suhteen. On hyvin tunnettua, että SFAVM:ssä käytetään nollajännitevektoreita jokaisessa kytkentäjaksossa matalilla lähtöjännitteillä. Korkealla lähtöjännitteellä nollajännite-vektoreiden käyttö kuitenkin minimoituu. Joissakin kytkentäsykleissä ei ehkä käy-15 tetä nollajännitevektoreita, varsinkaan ylimodulaatioalueella. Joissakin sykleissä ehkä käytetään nollajännitevektoreita vain lyhyen aikaa, mikä tarkoittaa, että maa-virran mittauksesta oikein nollajännitevektorin aikana tulee käytännössä mahdotonta. Ongelma pahenee kytkentätaajuuden noustessa.5 One industry standard for PWM generation is the state vector modulation presented in the 1990 PESC Conference publication "Stator Flux Oriented Asynchronous Vector Modulation for AC Drives" (hereinafter referred to as SFAVM) along with all variants of SFAVM developed The aim of these PWM strategies is to provide optimum motor performance from the output of torque and current, ripple, loss, acoustic noise, and voltage transfer ratio to output. however, the use of vectors is minimized.Some switching cycles may not run zero-voltage vectors, especially in the over-modulation range.Some cycles may only use zero-voltage vectors for a short time, m age means that measuring ground current correctly during a zero voltage vector becomes virtually impossible. The problem gets worse as the switching frequency increases.

Keksinnön yhteenveto >>>>; 20 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on generoida vaadittu noilajännitevektori .! .* säännöllisesti ("lennossa"), vaikka moottoriohjaimen normaali optimoitu PWM- • · · I f kaava (SFAVM jne.) ei käskisi tekemään niin. Tavoitteena on toteuttaa tämä sa- : maila, kun varmistetaan, että vaikutus normaaliin korkealaatuiseen PWM:ään on minimaalinen.Summary of the Invention >>>>; It is an object of the present invention to generate the required pin voltage vector. . * regularly ("on the fly"), even though the normal PWM optimized PWM engine driver (SFAVM, etc.) command would not do so. The object is to realize this word by ensuring that the effect on normal high quality PWM is minimal.

·· • · t ·· .···. 25 1. Ensimmäinen periaate on, että kehitetään vaadittu nollajännitetestivektori riittä väksi ajanjaksoksi maavirran mittaamiseksi tarkasti, mikäli normaali PWM-kaa-'V' va ei käske tekemään niin, pienemmällä taajuudella kuin kytkentätaajuus. Tä- *·)·* mä vähentää ei-toivottuja vaikutuksia moottorin suorituskykyyn.·· • · t ··. ···. 25 1. The first principle is to develop the required zero-voltage test vector for a sufficient period of time to accurately measure ground current, unless the normal PWM-ka 'V' va commands to do so at a frequency lower than the switching frequency. This * ·) · * reduces unwanted effects on engine performance.

• · ♦ · ··· .·!·. 2. Seuraava periaate on, että jokainen virhe, joka on tehty kunkin vaiheen puis- • · · M 30 sisuhteessa vasteena lisänollajännitevektoriin, korjataan myöhemmin **:** epätasapainon kompensoimiseksi monivaihe-PWM-järjestelmässä.• · ♦ · ···. ·! ·. 2. The following principle is that every error made in the relation of each step in the wooden · · · M 30 in response to the additional zero voltage vector is corrected later **: ** to compensate for the imbalance in the multi-phase PWM system.

• · · • * · 3. Kohdat 1. ja 2. generoidaan edullisesi synkronisesti moottorin perustaajuuteen • ♦ niin, että saavutetaan puoliaalto- ja neljännesaaltosymmetria suhteessa vaiheen pulssisuhdekäyriin perusjaksolla.• · · • * · 3. Steps 1 and 2 are preferably generated synchronously with the base motor frequency • ♦ so that half-wave and quarter-wave symmetry is achieved relative to the phase pulse rate curves in the base period.

119536 5 4. Tyypillisesti tarvitaan vaiheet 1, 2 ja 3 suurella lähtöjännitteellä. Pienillä jännitteillä kussakin kytkentäsyklissä on aina käytettävissä riittävä nollajännitevekto-riaika.119536 5 4. Typically steps 1, 2 and 3 with high output voltages are required. At low voltages, a sufficient zero-voltage vector time is always available for each switching cycle.

5. Sen kompensoimiseksi, että nollajännitevektori ja maavikatesti suoritetaan vain 5 murto-osalla kytkentäsykleistä, tukiperiaatteena on, että nollajännitetestivektori generoidaan aina juuri ennen kuin sallitaan uudelleen normaali PWM sen jälkeen, kun on vastaanotettu vikasignaali, joka käskee kytkemään invertterin kytkentäelementit pois päältä siihen saakka, että vikasignaali häviää. Vikasig-naalin voi aiheuttaa ylivirtatila jne. Esto/sallinta-PWM-sekvensissä vikatilanteen 10 ride-through-kyvyn antamiseksi moottoriohjaimelle käytetään säännöllisesti testivektoria, jolla saadaan erotettua kohdat b. ja c. toisistaan halutusti. Ajatuksena on, että tällaisen esto/sallinta-ride-through -sekvenssin aikana normaali PWM-laatu on hävitetty. Näin ollen voidaan käyttää testivektoria säännöllisemmin kuin kohdassa 1.5. To compensate for the zero voltage vector and ground fault test being performed on only 5 fraction of the switching cycles, the supporting principle is that the zero voltage test vector is always generated just before re-enabling normal PWM after receiving a fault signal telling the inverter to switch off. the fault signal disappears. The fault signal can be caused by overcurrent, etc. In the block / enable PWM sequence, a test vector is used regularly to provide motor drive control with a fault vector 10 ride-through capability to distinguish between b. And c. as desired. The idea is that during such a block / allow-ride-through sequence, normal PWM quality is lost. Therefore, the test vector can be used more regularly than in step 1.

15 Keksintö ei rajoitu SFAVM-teollisuusstandardiin. Keksinnön yhteydessä voidaan käyttää myös mitä tahansa toista PWM-mallia, joka pohjautuu etukäteen laskettuun, optimoituun kaavaan, ja erilaisia virtaohjattuja PWM-malleja jne.The invention is not limited to the SFAVM industry standard. Any other PWM model based on a pre-calculated, optimized formula, and various current-controlled PWM models, etc., can also be used in connection with the invention.

Ensimmäisen näkökulman mukaan esillä oleva keksintö koskee menetelmää maavian olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten moottoriohjaimen, jolla 20 on korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkki sekä korkea- ja matalapotentiaali- .* puolen kytkentäelementit, suojaamiseksi, jolloin korkea- ja matalapotentiaalipuolen • · · ; ·’ kytkentäelementit on liitetty toiminnallisesti vastaaviin korkea- ja matalapotentiaali- ··:: puolen DC-linkki väyliin, jolloin menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: · · • · • * ··· - generoidaan vikasignaali, jolloin mainittu vikasignaali osoittaa, että moottorioh- !···. 25 jaimella on epänormaalit toimintaolosuhteet, I · • · · - generoidaan ainakin yksi vektori vasteena vikasignaaliin kytkemällä ainakin yk- v,: si kytkentäelementeistä päälle, ja ··· t · • · *·* - mitataan ainakin yhden kytkentäelementin ollessa päällä virran, joka virtaa sii- *\v nä DC-linkissä, joka on liitetty toiminnallisesti johtavaan (johtaviin) kytkentä- • · · 30 elementtiin (kytkentäelementteihin), suuruus maavian ilmaisemiseksi.A first aspect, the present invention relates to a method for determining a ground fault of existence on the fly and thus the motor controller which 20 are of high and low potential side DC-link in both the high and matalapotentiaali- *-side switching elements, for the protection, wherein the high and low potential side • · ·.; · 'Coupling elements are operatively connected to respective high and matalapotentiaali- ·· ::-side DC-link buses, the method comprising the steps of: • · · · · · · • * - generating a fault signal when said fault signal indicates that the moottorioh-! ···. 25 sensors have abnormal operating conditions, · · · · · - generating at least one vector in response to a fault signal by switching on at least one of the switching elements, and ··· t · · · · · * - measuring with at least one switching element current in the DC link connected to the functionally conductive switch (s) • • · 30, to detect a ground fault.

t* • · · *·' | Ilmaisulla "lennossa” tarkoitetaan, että menetelmän vaiheet tulisi olla saatettu lop- puun aikavälillä, joka vastaa AC-moottorin sähköistä aikavakiota AC-moottorin täyden stabiiliuden/ohjauksen saavuttamiseksi uudelleen. Menetelmän vaiheet tu- 119536 6 lisi olla saatettu loppuun murto-osassa moottoriohjaimen peruslähtöjännitteen jaksoa. Kytkentäelementtien määrä moottoriohjaimessa voi periaatteessa olla mielivaltainen - eli kytkentäelementtejä voi olla 2, 4, 6, 8,10 tai enemmän.t * • · · * · '| By "in flight" is meant that the method steps should be completed in a time interval that corresponds to the electrical time constant of the AC motor to regain full AC motor stability / control. The method steps should be completed in a fraction of the motor controller basic output voltage cycle. The number of coupling elements in the motor controller can, in principle, be arbitrary - that is, there may be 2, 4, 6, 8,10 or more coupling elements.

Menetelmä voi lisäksi käsittää vaiheen, jossa kytketään kaikki kytkentäelementit 5 pois päältä ennen kuin kytketään ainakin yksi kytkentäelementti päälle.The method may further comprise the step of switching off all the switching elements 5 before switching on at least one switching element.

Esillä olevan keksinnön yhdessä sovellutusmuodossa testivektoreita käytetään kytkemällä korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt kytkentäelementit päälle peräkkäisesti. Siinä tapauksessa, että moottoriohjaimella on kuusi kytkentäelementtiä, testivektoreita voidaan käyttää kytkemällä korkeapotentiaali-10 puolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt kolme kytkentäelementtiä päälle peräkkäisesti.In one embodiment of the present invention test vectors are used by connecting the DC-link operatively connected to the switching elements on the high potential side sequentially. In the case that the engine controller has six switching elements test vectors may be used for connecting the high-potential side 10 of the DC-link operatively connected to the switching element on three successively.

Esillä olevan keksinnön yhdessä toisessa sovellutusmuodossa testivektoreita käytetään kytkemällä matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt kytkentäelementit päälle peräkkäisesti. Siinä tapauksessa, että moottoriohjaimella on 15 kuusi kytkentäelementtiä, testivektoreita voidaan käyttää kytkemällä matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt kolme kytkentäelementtiä päälle peräkkäisesti.In another embodiment of the present invention test vectors used for connecting the low potential side of the DC-link operatively connected to the switching elements on sequentially. In this case, the engine controller 15 is six switching elements test vectors may be used for connecting the low potential side of the DC-link operatively connected to the switching element on three successively.

Esillä olevan keksinnön vielä yhdessä toisessa sovellutusmuodossa testivektoria käytetään kytkemällä korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt '»*" 20 kytkentäelementit päälle olennaisesti samanaikaisesti. Siinä tapauksessa, että moottoriohjaimella on kuusi kytkentäelementtiä, testivektoria käytetään kytkemällä : :*: korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt kolme kytkentäele- menttiä päälle olennaisesti samanaikaisesti.The present invention still another embodiment, the test vectors used for connecting the high-potential side of the DC-link operatively connected to the ' "*" 20 switching elements are on substantially the same time In case that the engine controller has six switching elements test vectors are used by switching:.: *: High potential side of the DC-link operatively connected to the three kytkentäele - on top of the pad substantially simultaneously.

»i· ·« • · : ** Esillä olevan keksinnön vielä yhdessä toisessa sovellutusmuodossa testivektoria ...·* 25 käytetään kytkemällä matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti kytketyt kytkentäelementit päälle olennaisesti samanaikaisesti. Siinä tapauksessa, että *V: moottoriohjaimella on kuusi kytkentäelementtiä, testivektoria käytetään kytkemällä matalapotentiaalipuolen DC-linkkiväylään toiminnallisesti kytketyt kolme kytkentä-elementtiä päälle olennaisesti samanaikaisesti.»I ·« • · ** In yet another embodiment of the present invention test vectors ... * · 25 is used for connecting the low potential side of the DC-link operatively connected to the switching elements on substantially the same time. In the case where * V engine controller has six switching elements test vectors is used for connecting the low potential side DC-link on the bus operatively connected to the three connection elements substantially simultaneously.

i S S • · 30 Samaa testivektoria voidaan käyttää useita kertoja. Mainitun testivektorin käytön aikana mitataan siinä DC-linkissä, joka on liitetty toiminnallisesti toistuvasti johta- t · · #[i#; vaan (johtaviin) kytkentäelementtiin (elementteihin), viilaavan virran suuruus vas taava määrä kertoja. Käyttämällä testivektoria tällä tavalla toistuvasti voidaan vah- 119536 7 vistaa mittaukset ennen kuin tehdään päätös esimerkiksi pysyvästä alasajosta ja toteutetaan se.i S S • · 30 The same test vector can be used several times. During use of said test vector, the DC link which is functionally repeatedly connected by means of · · # [i #; but to the (conductive) switching element (s), the magnitude of the filing current corresponding to the number of times. By repeatedly using the test vector in this manner, measurements can be validated before a decision is made, for example, to permanently shut down and implement it.

Generoitu vikasignaali voidaan saada aikaan virta-anturivälineellä, joka mittaa virtaa yhdessä moottoriohjaimen DC-linkkiväylässä. Virta-anturiväline voi esimerkiksi 5 antaa tietoa siinä DC-linkissä, joka on liitetty toiminnallisesti johtavaan (johtaviin) kytkentäelementtiin (elementteihin), vihaavan virran suuruudesta.The generated fault signal can be provided by a current sensor means that measures current in one of the DC link buses of the motor controller. For example, the current sensor means 5 may provide information on the magnitude of the hating current in the DC link connected to the functionally conductive switching element (s).

Kaikkia vaiheita, jotka liittyvät kytkentäelementtien kytkemiseen päälle ja pois päältä, vikasignaalin prosessointiin ja moottoriohjaimen DC-linkissä vihaavan virran suuruuden mittaamiseen, voi ohjata moottoriohjainyksikkö, kuten DSP.All the steps involved in turning the switching elements on and off, processing the fault signal, and measuring the amount of power hating on the DC link of the motor controller can be controlled by a motor control unit such as a DSP.

10 Vikasignaali voi olla merkki oikosulkuvirroista tai ylivirroista yhdessä moottoriohjaimen DC-linkkiväylässä. Vikasignaali voi lisäksi olla merkki ylijännitteestä ainakin yhdessä moottoriohjaimen kytkentäelementissä. Tällaisen ylijännitteen voi ilmaista desaturaatiosuojauspiiri. Yleisesti ottaen vikasignaali voi olla merkki periaatteessa mistä tahansa epänormaalista moottoriohjaimen toimintatilasta, kuten epänormaa-15 lista lämpötilasta, epänormaaleista jännitteistä ja epänormaaleista virroista.10 The fault signal may be a sign of short circuit currents or overcurrent in one of the DC link bus of the motor controller. The fault signal may additionally be an indication of overvoltage in at least one of the motor controller connection elements. Such overvoltage can be detected by a desaturation protection circuit. Generally speaking, a fault signal can be an indication of basically any abnormal motor controller operating condition, such as abnormal temperature, abnormal voltages, and abnormal currents.

Esillä olevan keksinnön ensimmäisen näkökulman mukainen menetelmä voi lisäksi käsittää vaiheen, jossa ajetaan moottoriohjain pysyvästi alas, jos määritetään maavika.The method of the first aspect of the present invention may further comprise the step of permanently lowering the motor controller if a ground fault is determined.

Toisen näkökulman mukaan esillä oleva keksintö koskee menetelmää maavian • · 20 olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten moottoriohjaimen, jolla on korkea- · j 'I' ja matalapotentiaalipuolen DC-linkki sekä korkea- ja matalapotentiaalipuolen kyt- kentäelementit, suojaamiseksi, jolloin korkea- ja matalapotentiaalipuolen kytkentä- • · ];··* elementit on liitetty toiminnallisesti vastaaviin korkea- ja matalapotentiaalipuolen *’ j·’ DC-linkkiväyliin, jolloin moottoriohjain lisäksi käsittää moottoriohjainyksikön sen 25 ohjaamiseksi, milloin kytkentäelementit on kytkettävä päälle ja pois päältä generoimalla PWM-signaali kullekin kytkentäelementille, jolloin menetelmä käsittää : Y: seuraavat vaiheet: • ' φ • M • · *.** - modifioidaan generoitua PWM-signaalia kasvattamalla ainakin yhden PWM- • · \v signaaleista, jotka on kohdistettu matalapotentiaalipuolen kytkentäelementtei- 30 hin, pulssisuhdetta, jolloin pulssisuhteen kasvatus käsittää ajanjakson, joka on .···. muho-osa matalapotentiaalipuolen kytkentäelementtien kytkentäjaksosta, • · i - generoidaan 000-testivektori ja käytetään sitä, ja 119536 8 - mitataan matalapotentiaalipuoien kytkentäelementtien ollessa päällä matalapo-tentiaalipuolen DC-linkissä virtaavan virran suuruus maavian ilmaisemiseksi, jolloin 000-testivektori generoidaan ja sitä käytetään matalapotentiaalipuoien kytkentäelementtien kytkentätaajuutta pienemmällä taajuudella.In another aspect, the present invention relates to a method for ground fault • · 20 to determine the existence of a flight, the engine controller which has a higher · j 'I' and a low potential side of the DC link as well as the high and low potential side of the switching element, for the protection, wherein the high and low potential side switching - • ·], ·· * elements are operatively connected to respective high and low potential side * 'j · "DC-link buses, wherein the motor controller further comprises an engine control unit of the 25 controlling when the switching elements are switched on and off by generating a PWM signal for each switching element, wherein the method comprises: a Y following steps: a. • 'φ • M • · * ** - modifying the generated PWM signal by increasing at least one of the PWM • · \ v signal that is directed to a low potential side kytkentäelementtei- 30 hin, the duty ratio, whereby the pulse ratio upbringing k burdened period, that is. ···. muho part of low potential side switching elements in the switching section, • · i - generating a 000 test vector, and used it, and 119 536 8 - measuring matalapotentiaalipuoien switching elements being on the low potential side of flowing the DC link current of the ground fault detecting to 000 test vector is generated and used matalapotentiaalipuoien coupling elements at a frequency lower than the switching frequency.

5 Ilmaisulla ”000-testivektori” tarkoitetaan, että ne kolme kytkentäelementtiä, jotka on liitetty toiminnallisesti matalapotentiaalipuoien DC-linkkiin, ovat päällä. Sen taajuuden, jolla testivektori generoidaan ja jolla sitä käytetään, ja matalapotentiaalipuoien kytkentäelementtien kytkentätaajuuden välinen suhde on tyypillisesti alueella 0,05-0,5.5 The term "000 test vector" means that the three switching elements operatively linked to the DC link of the low potential pools are on. The ratio between the frequency at which the test vector is generated and used and the switching frequency of the switching elements of the low potential sides is typically in the range 0.05-0.5.

10 Esillä olevan keksinnön toisen näkökulman mukainen menetelmä voi lisäksi käsittää vaiheen, jossa modifioidaan generoitua PWM-signaalia pienentämällä matalapotentiaalipuoien kytkentäelementteihin kohdistetun PWM-signaalin pulssisuhdetta aikaisemmin kasvatetun pulssisuhteen kompensoimiseksi.The method of the second aspect of the present invention may further comprise the step of modifying the generated PWM signal by reducing the pulse rate of the PWM signal applied to the switching elements of the low-potential spikes to compensate for the previously increased pulse rate.

Kolmannen näkökulman mukaan esillä oleva keksintö koskee menetelmää maavi-15 an olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten moottoriohjaimen, jolla on korkea- ja matalapotentiaalipuoien DC-linkki sekä korkea- ja matalapotentiaalipuoien kytkentäelementit, suojaamiseksi, jolloin korkea- ja matalapotentiaalipuoien kyt-kentäelementit on liitetty toiminnallisesti vastaaviin korkea- ja matalapotentiaalipuoien DC-linkkiväyliin, joilloin moottoriohjain lisäksi käsittää moottoriohjainyksikön 20 sen ohjaamiseksi, milloin kytkentäelementit on kytkettävä päälle ja pois päältä ge- • *]: neroimalla PWM-signaali kullekin kytkentäelementille, jolloin menetelmä käsittää ϊ :*: seuraavat vaiheet: M· · ·»· * · - modifioidaan generoitua PVVM-signaalia kasvattamalla ainakin yhden PWM-signaaleista, jotka on kohdistettu korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtei- J % ··♦* 25 hin, pulssisuhdetta, jolloin pulssisuhteen kasvatus käsittää ajanjakson, joka on murto-osa korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtien kytkentäjaksosta, • * • · * • · · • · .··% - generoidaan 111 -testivektori ja käytetään sitä, jaIn a third aspect, the present invention relates to a method for determining the presence of a ground 15 in flight and thus protecting a motor controller having a DC link of high and low potentials and high and low potentials switching elements, wherein the high and low potential switching elements are and low-potential DC link paths, wherein the motor controller further comprises a motor control unit 20 for controlling when the switching elements must be turned on and off by ge * *] generating a PWM signal for each switching element, the method comprising: · »· · * - modification generated in the PWM signal by increasing at least one of the PWM signals, which are allocated to the high potential side kytkentäelementtei- J ··% * 25 ♦ Hin, the duty ratio, wherein the pulse ratio of the growth period comprises a Murt No part of the high-potential-side switching elements of the switching period, • * • * • · · · • · ··% -. 111 -testivektori is generated and used to it, and

•M• M

:V: - mitataan korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtien ollessa päällä korkeapo- :***· tentiaalipuolen DC-linkissä virtaavan virran suuruus maavian ilmaisemiseksi, ··· * ··· v : 30 jolloin 111-testivektori generoidaan ja sitä käytetään korkeapotentiaalipuolen kyt- *:·*: kentäelementtien kytkentätaajuutta pienemmällä taajuudella.V: - measuring the high-potential side switching elements being turned on korkeapo- *** · the magnitude of the flowing tentiaalipuolen the DC link current for detecting ground faults, ··· ··· * v 30 wherein the 111 test vector is generated and used in a high potential side switching * · *: at a frequency lower than the switching frequency of the field elements.

119536 9119536 9

Ilmaisulla "Hl-testivektori” tarkoitetaan, että ne kolme kytkentäelementtiä, jotka on liitetty toiminnallisesti korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin, ovat päällä. Sen taajuuden, jolla testivektori generoidaan ja jolla sitä käytetään, ja korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtien kytkentätaajuuden välinen suhde on tyypillisesti alu-5 eella 0,05-0,5.The term "HI test vector" is meant that the three switching elements, which are operatively connected to the high potential side DC-link are switched on. The frequency at which the test vector is generated and in which it is used, and a high potential side of the ratio between the switching elements of the switching frequency is typically alu-5 in the range 0, 05 to 0.5.

Esillä olevan keksinnön kolmannen näkökulman mukainen menetelmä voi lisäksi käsittää vaiheen, jossa modifioidaan generoitua PWM-signaalia pienentämällä korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementteihin kohdistetun PWM-signaalin puls-sisuhdetta aikaisemmin kasvatetun pulssisuhteen kompensoimiseksi.The method according to the third aspect of the present invention may further comprise the step of modifying the generated PWM signal by reducing the applied high potential side switching elements of the PWM signal to compensate for the pulse-sisuhdetta previously grown pulse ratio.

10 Esillä olevan keksinnön toisen ja kolmannen näkökulman mukaista menetelmää voidaan käyttää synkronisesti moottoriohjaimen peruslähtöjännitteen kanssa.The method according to the second and third aspects of the present invention can be used synchronously with the basic output voltage of the motor controller.

Neljännen näkökulman mukaan esillä oleva keksintö koskee menetelmää maavian olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten moottoriohjaimen suojaamiseksi, jolloin menetelmä käsittää vaiheen (vaiheet), jossa (joissa) käytetään toistuvasti 15 esillä olevan keksinnön toisen ja kolmannen näkökulman mukaista menetelmää.In a fourth aspect, the present invention relates to a method for determining the existence of a ground fault in flight and thereby protecting a motor controller, the method comprising the step (s) of repeatedly using the methods of the second and third aspects of the present invention.

Siinä tapauksessa, että ilmaistaan maavika käyttämällä toisen, kolmannen ja neljännen näkökulman mukaisia menetelmiä, voidaan käyttää ensimmäisen näkökulman mukaista menetelmää.In the event that a ground fault is detected using the methods of the second, third and fourth aspects, the method of the first aspect may be used.

Viidennen ja viimeisen näkökulman mukaan esillä oleva keksintö koskee mootto-20 riohjainta, joka käsittää välineen moottoriohjaimen konfiguroimiseksi suorittamaan • · * ‘ mikä tahansa esillä olevan keksinnön ensimmäisestä, toisesta, kolmannesta ja neljännestä näkökulmasta.In a fifth and last aspect, the present invention relates to a motor-20 controller comprising means for configuring the motor controller to perform any of the first, second, third and fourth aspects of the present invention.

• » „· i ··· '• »'· i ···'

Piirustusten lyhyt kuvaus ··* : : *** Seuraavaksi kuvataan esillä olevaa keksintöä yksityiskohtaisemmin viittaamalla 25 oheisiin kuvioihin, joissa • · ‘ · • · ♦ • ‘ · ‘ :*M· kuviossa 1 on esitetty yksi keksintöön sopivista mahdollisista laitteistokonfiguraati- • ti /. öistä, • » · i · · " ·1 * kuviossa 2 on esitetty 8 jännitevektoria 3-vaihemoottoriohjaimessa, ··· V : kuviossa 3 on esitetty SFAVM:n PWM-sykli pienellä ja suurella lähtöjännitteellä e *"*» 30 niin, että on esitetty nolla- ja aktiivijännitevektorit, 119536 10 kuviossa 4 on esitetty yksi mahdollinen toteutus vaiheen pulssisuhteesta käytettäessä kohtaa 3 - käyrät tulisi kaikki offset-säätää 1:llä ja jakaa 2:lla todellisen puls-sisuhteen kuvaamiseksi, ja kuviossa 5 on esitetty esto/sallinta-ride-through-PWM-sekvenssi käytettäessä koh-5 taa 5 ja kun oletuksena on, että konfiguraatio on kuviossa 1 esitetty konfiguraatio.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS ·· *:: *** The present invention will now be described in more detail with reference to the following figures, in which: * M · Figure 1 illustrates one of the possible hardware configurations suitable for the invention. /. 2, 8 voltage vectors in the 3-phase motor controller are shown in Fig. 2, ··· V: Fig. 3 shows the PWM cycle of SFAVM at low and high output voltages e * "*» 30, zero and active voltage vectors are shown, 119536 10 Figure 4 shows one possible implementation of the phase pulse ratio using step 3 - the curves should all be offset adjusted by 1 and divided by 2 to represent the true pulse ratio, and Figure 5 shows the block / enable -ride-through-PWM sequence when using step 5 and assuming that the configuration is the configuration shown in Figure 1.

Vaikka keksintöön voidaan ajatella tehtävän erilaisia muutoksia ja se voidaan ajatella toteutettavan eri muodoissa, piirustuksissa on esitetty erityisiä sovellutusmuo-toja esimerkkeinä, ja ne kuvataan yksityiskohtaisesti. Tulee kuitenkin ymmärtää, ettei keksintöä ole tarkoitus rajoittaa esitettyihin tiettyihin muotoihin. Keksinnön on 10 sen sijaan tarkoitus kattaa kaikki muutokset, vastaavuudet ja vaihtoehdot, jotka ovat mahdollisia keksinnön oheisissa patenttivaatimuksissa määritetyn ajatuksen ja piirin puitteissa.Although various modifications and various embodiments of the invention may be contemplated, specific embodiments of the invention are exemplified and described in detail in the drawings. However, it is to be understood that the invention is not intended to be limited to the specific embodiments disclosed. Instead, the invention is intended to encompass all modifications, equivalences, and variations within the scope of the idea and scope defined in the appended claims.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention

Kuviossa 1 on esitetty moottoriohjain, joka on suunniteltu konfiguraation kolme 15 mukaisesti eli käsittämään virtamuunnin korkeapotentiaalipuolen DC-linkissä ja desaturaatiosuojauspiiri invertterin matalapotentiaalipuolen kytkimien hilaoh-jaimessa. On liitetty jarrupiiri, joka käsittää kaksi diodia ja kytkimen, jolla on desaturaatiosuojauspiiri, desaturaatiopiirin kautta TAI-porttiin (jarruvastusta ei esitetty). TAI-portti menee korkealle, jos yksi desaturaatiosuojauspiireistä signaloi saturaa-20 tiotilan kytkimessä.1 shows a motor controller which is designed in accordance with the configuration of three 15 comprise a current transformer high potential side DC-link and an inverter desaturaatiosuojauspiiri low potential side switches hilaoh-rotatable support. A braking circuit comprising two diodes and a switch having a desaturation protection circuit is connected via a desaturation circuit to the OR port (brake resistor not shown). The OR port goes high if one of the desaturation protection circuits signals saturation-20 in the mode switch.

·· · • · e e ’ e e * : .·. Moottoriohjain käsittää tavalliseen tapaan myös kolmivaihetasasuuntaajan ja kelo- ees e .···. ja korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkkiväylissä. Kelat toimivat kuristimina • · .Γ* verkkojännitteen takaisinkytkennän vähentämiseksi. Tasasuuntaajan tuloon on si- joitettu vaihtoehtoinen RFI-radiotaajuushäiriösuodatin.·· · • · e e ’e e *:. ·. As usual, the motor controller also includes a three-phase rectifier and a coil e. ···. and the high and low potential side of the DC-linkkiväylissä. The coils act as chokes • · .Γ * to reduce mains voltage feedback. An alternative RFI radio frequency interference filter is located at the rectifier input.

* v • « **· 25 Moottoriohjaimen ohjausosa käsittää digitaalisen signaaliprosessorin (DSP:n), joka :V: suorittaa moottorin yleisohjauksen ja generoi PWM-ohjaussignaaleja, jotka johde- .·**. taan galvaaniseen eristeeseen, joka muodostuu seitsemästä optoerottimesta, joita Λ on yksi optoerotin kutakin invertterikytkintä varten ja yksi jarrukytkintä varten. De- • · · >';* saturaatiosuojauspiiristä tulevat signaalit on vastaavasti eristetty galvaanisesti op- **.·’ 30 toerottimella, ja ne syötetään desaturaatioohjauspiiriin, joka on liitetty DSP:hen.* v • «** · 25 The motor controller control part comprises a digital signal processor (DSP) which: V: performs general motor control and generates PWM control signals which are wired. **. galvanic insulation consisting of seven optocouplers of which Λ is one optocoupler for each inverter switch and one for the brake switch. Correspondingly, the signals from the de-saturation protection circuit are galvanically isolated by an opto-isolator and fed to a desaturation control circuit connected to the DSP.

:T: Virtamuuntimeen ja DSP.hen on liitetty virranohjauspiiri. Ohjausosaa vertaillaan sähköisesti maahan. Käytössä invertterikytkimet ovat pulssinleveysmoduloituja ja sähköisesti liitettyjä kolmivaihe-AC-moottoriin.: T: The power converter and DSP have a power control circuit attached. The steering is compared electronically to the ground. In use, the inverter switches are pulse-width modulated and electrically connected to a three-phase AC motor.

119536 11119536 11

Jos sattumalta syntyy oikosulku yhden kolmesta moottorin vaiheesta ja maan välille (kuviossa 1 on esitetty tällainen vika kytkimen Q3 ja Q4 välisessä lähdössä), syntyy kohdan b. ongelma eli maavika virtaa rajoittavalla impedanssilla maasilmu-kassa. DC-linkissä olevat kelat toimivat virtaa rajoittavana impedanssina, kunnes 5 tapahtuu saturaatio. Virran voimakkuuden heikentymisen takia hyväksyttävä reaktioaika on millisekunteja eikä mikrosekunteja. Tämä vikatila voi olla vahingollinen tasasuuntaajalle DC-pulssijännitteessä esiintyvien toistuvien piikkien takia.If, by accident, a short circuit occurs between one of the three motor phases and ground (Figure 1 illustrates such a fault at the output between switch Q3 and Q4), the problem of step b, i.e. ground fault with impedance in the ground loop, occurs. The coils in the DC link act as a current limiting impedance until saturation occurs. Due to the decrease in current, the acceptable reaction time is milliseconds and not microseconds. This fault condition can be detrimental to the rectifier due to repeated peaks in the DC pulse voltage.

Kuvion 5 mukaan oikosulku maahan tapahtuu jännitevektorin 110 aikana eli kor-keapotentiaalipuolen kytkimien Q1 sekä Q3 ollessa päällä ja kytkimen Q5 ollessa 10 pois päältä. Vastaavasti Q2 sekä Q4 ovat pois päältä, ja Q6 on päällä. Kuviossa 2 on esitetty tavanomainen vektoriympyrä, jota käytetään myös SFAVM:ssä. Vektoreista 000 tai 111 on seurauksena differentiaalimoodin virraton tila DC-linkissä eli moottorivirrat viilaavat vain invertterisillassa. Maaliitännästä johtuva virrannousu mitataan virtamuuntimella ja ilmaistaan virranohjauspiirillä, joka signaloi DSP:lle. 15 DSP huomaa, että moottoriohjain on vikatilassa ja suorittaa toisen seuraavista toimenpiteistä vikavirran voimakkuuden mukaan.5, the short circuit occurs in the voltage to 110, or replacements, keapotentiaalipuolen the switches Q1 and Q3 is on and the switch 10 is Q5 off. Similarly, Q2 and Q4 are off and Q6 is on. Figure 2 shows a conventional vector circle also used in SFAVM. As a result of the vectors 000 or 111, the differential mode current state in the DC link, i.e. the motor currents file only on the inverter bridge. The ground gain due to ground connection is measured by a current converter and detected by a current control circuit which signals to the DSP. 15 The DSP notices that the motor controller is in a malfunction and performs one of the following operations according to the fault current.

1. Jos vikavirran amplitudi on suhteellisen pieni, ylläpidetään normaalia toimintaa, jolloin normaali toiminta sisältää kuvion 4 vaiheet.1. If the amplitude of the fault current is relatively small, normal operation is maintained, whereby normal operation includes the steps of Figure 4.

2. Jos amplitudi on suuri, ohjain lopettaa kytkimien pulssinleveysmoduloinnin.2. If the amplitude is large, the controller stops pulse width modulation of the switches.

' . 20 Tässä tapauksessa toiminta lakkaa ja moottori on vapaalla lyhyen aikaa. Tämä ..vapaallaoloaika voidaan valita melkein mielivaltaisesti, mutta yhtä tai useam- • t · \ ;* paa kytkentäjaksoa vastaava ajanjakso on käytännössä hyvä valinta.'. 20 In this case, the operation stops and the engine is idle for a short time. This time off can be selected almost arbitrarily, but the time corresponding to one or more switching periods is in practice a good choice.

• · · s · · • M · :***· Ennen kuin aloitetaan jälleen toiminta käyttämällä PWM-ohjaussignaaleja invertte- ’ ·*· rikytkimissä, suoritetaan vaihe, jossa käytetään vianilmaisuvektoria. DSP määrää ,···. 25 käyttöön 111-vektorin (koska virtamuunnin on sijoitettu korkeapotentiaalipuolelle;• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · DSP determines ···. 25 use the 111 vector (because the current converter is located on the high potential side;

tilanne on päinvastainen, jos se on sijoitettu matalavirtapuolelle) ja odottaa nolla-. . virtasignaalia virtamuuntimesta. Maavikatilan takia virtaa kuitenkin virtaa, ja DSPthe opposite is true if it is placed on the low current side) and waits for zero. . current signal from the current converter. However, because of the earthquake state, power is flowing, and DSP

• · t pysäyttää moottorin toiminnan, sillä vikatyyppi tunnistettiin maaviaksi.• · t stops the engine because the fault type was identified as ground.

• * f ··' .V. Yleisesti ottaen vikasignaali voi olla muukin signaali kuin virtasignaali; se voi olla f S · l,lm 30 myös DC-linkin yli- tai alijännitesignaali (DC-jänniteanturia ei ole esitetty kuviossa). "·* Jos vikasignaali tulisi Q4:n desaturaatiosuojauspiiristä sen sijaan, että se tulee vir- v* : tamuuntimesta, desaturaatio-ohjauspiiri signaloi tämän DSP:lle, joka toimii samalla tavalla kuin mitä juuri kuvattiin edellä.• * f ·· '.V. Generally speaking, a fault signal may be a signal other than a current signal; it can also be f S · 1, 1m 30 also a DC link overvoltage or undervoltage signal (DC voltage sensor not shown). "· * If the fault signal came from the Q4 desaturation protection circuit rather than from the current * converter, the desaturation control circuit would signal this to the DSP, which functions in the same manner as described above.

119536 12119536 12

Kuvion 1 moottoriohjain pystyy siten lopettamaan toiminnan jommankumman vikasignaalin esiintyessä. Jos matalapotentiaalipuolen desaturaatiopiirit laukaistaan, maavikatesti voidaan suorittaa myös yksinkertaisesti käyttämällä vastakkaista nollajännitevektoria 000. Tällä tavalla voidaan suorittaa maavikatesti virrantun-5 nistuksesta riippumattomasti.The motor controller of Fig. 1 is thus capable of terminating operation when either of the fault signals occurs. If the low potential side desaturaatiopiirit triggered maavikatesti may also be performed simply using the opposite zero voltage vector 000. In this manner, may be carried out independently five-maavikatesti virrantun word recognition.

Seuraavaksi kuvataan testivektorin ajoitus ja generointi yksityiskohtaisesti. Kuvioissa 3a ja b on esitetty tavanomainen SFAVM-kytkentäjakso, joka käsittää neljä erilaista kytkintilaa: kaksi nollavektoria (000, 111) ja kaksi aktiivivektoria (100, 110). Vektorit on sijoitettu symmetrisesti kytkentäjakson 180 asteen keskiakselin 10 ympärille. Kuviossa 3a on esitetty tilanne, jossa moottoriohjaimen lähtöjännite on suuri. U-vaihe on päällä melkein koko jakson, kun taas W-vaihe on päällä vain lyhyen aikaa. Osana tavanomaista modulaatiokaavaa käytetään nollavektoreita keskellä (111) sekä jakson alussa ja lopussa (000). Sama koskee kuvion 3b tilannetta, jossa lähtöjännite moottoriin on pienempi.Next, the timing and generation of the test vector will be described in detail. Figures 3a and b show a conventional SFAVM switching sequence comprising four different switching states: two zero vectors (000, 111) and two active vectors (100, 110). The vectors are disposed symmetrically about a central axis 10 of 180 degrees of the switching sequence. Fig. 3a shows a situation where the output voltage of the motor controller is high. The U phase is on for most of the cycle, while the W phase is only on for a short time. As part of the conventional modulation scheme, zero vectors are used in the middle (111) and at the beginning and end of the cycle (000). The same applies to the situation in Fig. 3b where the output voltage to the motor is lower.

15 Kuviossa 5 on toistettu kuvion 3a suuren jännitteen SFAVM-kaava. Viidennen vektorin, 110, aikana edellä kuvattu ylivirtasignaali (tai mikä tahansa muu vikatilasig-naali) saavuttaa DSP:n, joka pysäyttää toiminnan. Kytkentää ei tapahdu sellaiseen ajanjaksoon, joka on hieman pidempi kuin kytkentäjakso - mahdollisesti - vian aiheuttajan, joka voi olla tämän tauon aikana haihtuvaa kosteutta, poistamiseksi. It-20 se kytkimen jäähtyminen saattaa myös helpottaa ongelmaa. Pian toiminnan uudel-*:··: leenaloittamisen jälkeen käytetään vektoria 111. Tämä testinollavektori eroaa nol- •V; lavektorista, jota käytettiin SFAVM-kaavan alussa kuviossa 3a, sillä testinollavek- • « : toria seuraa virranmittaus vikatyypin tunnistamiseksi. Myös pulssinpituus voi ollaFigure 5 reproduces the high voltage SFAVM formula of Figure 3a. During the fifth vector, 110, the overcurrent signal (or any other fault condition signal) described above reaches a DSP which stops operation. The switching does not take place for a period of time that is slightly longer than the switching period - possibly - to remove the cause of the fault, which may be the volatile moisture during this break. It-20's cooling of the switch may also ease the problem. - *: ··: After resuming, vector 111 will be used. This test zero vector will differ from zero • V; 3), since the test zero vector is followed by a current measurement to identify the fault type. The pulse length can also be

!t» S! t »S

,···. erilainen. Käytetyn testivektorin kesto on suurempi kuin minimiarvo sen varmista- 25 miseksi, että maavika voidaan havaita moottorin missä tahansa toimintakohdassa; tyypillisesti sen kesto vastaa murto-osaa kytkentäjaksosta. Kesto voi olla 5-50 ps, '**·* kuten 15 ps - 45 ps, kuten 20 ps - 40 ps, kuten 25 ps - 35 ps. Kun on käytetty testivektoria, mitataan virta, ja jos havaitaan maavika, invertterin toiminnassa \v pidetään taas tauko ennen kuin käytetään uutta testiä. Vaihtoehtoisesti kytketään ··· i...: 30 käyttö pois päältä pysyvästi. Toistojen, joka suoritetaan ennen testituloksen hy- väksymistä maaviaksi, määrä voidaan asettaa halutuksi., ···. different. The duration of the test vector used is greater than the minimum value to ensure that a ground fault can be detected at any engine operating position; typically its duration corresponds to a fraction of the switching period. Duration can range from 5 to 50 ps, '** · * like 15 ps - 45 ps, such as 20 ps - 40 ps, such as 25 ps - 35 ps. When a test vector is used, the current is measured, and if a ground fault is detected, the inverter \ v pauses again before applying a new test. Alternatively, the ··· i ...: 30 operation is permanently switched off. The number of repetitions that are performed before the test result is accepted as tasteful can be set as desired.

* f · *...: Jos ei havaita maavikaa, voidaan jatkaa normaalia toimintaa ride-through-kyvyn j‘j’· ollessa käytössä.* f · * ...: If no ground fault is detected, normal operation with ride-through capability may be resumed.

Ml·!Ml ·!

Kuvion 5 testivektori on esitetty sijoitetuksi ennen normaalia PWM:ää. Vaihtoehtoi-35 sesti testivektori voidaan sijoittaa myös ensimmäiseen PWM-jaksoon toiminnan- 119536 13 uudelleensallimisen jälkeen, esimerkiksi yksinkertaisena pulssisuhteen pienennyksenä samalla tavalla kuin kuviossa 4. Tämä on puhtaasti toteuttamisen helppouteen liittyvä kysymys. Tärkeää on mitata maavirta ennen kuin käytetään aktiivista vektoria, jolloin saadaan differentiaalimoodivirrat DC-linkissä, mikä voi laittaa käy-5 tön taas vapaalle ennen kuin suoritetaan maavikatesti.The test vector of Figure 5 is shown to be positioned before normal PWM. Alternatively, the test vector may also be inserted into the first PWM sequence after re-enabling operation, e.g., as a simple pulse rate reduction in the same manner as in Figure 4. This is a purely implementation ease issue. It is important to measure the ground current before using the active vector to obtain differential mode currents on the DC link, which can put the drive back into neutral before performing the ground fault test.

Kuviossa 4 on esitetty diagrammimuodossa korkeapotentiaalipuolen kytkimien pulssisuhdekäyrät kullekin kolmelle vaiheelle U, V ja W. y-akseli ulottuu -1:stä 1:een. Todelliset pulssisuhteet, jotka tunnettuun tapaan lasketaan seuraavasti: ton/(ton+toff) voidaan saada kuvion 4 käyristä lisäämällä 1 ja jakamalla 2:lla. x-10 akseli on aika sekunteina. Vaihesekvenssi kuviossa 4 on vaihe U, V ja W.Figure 4 is a diagrammimuodossa high potential side switch pulse ratio curves for the three phases U, V and W. The y-axis extends from -1 to 1. The actual pulse ratios, which are conventionally calculated as: ton / (ton + toff) can be obtained from the curves of Fig. 4 by adding 1 and dividing by 2. The x-10 axis is the time in seconds. The phase sequence in Figure 4 is phase U, V and W.

Suunnilleen 0,185 s:n kohdalla käytetään testivektoria modifioimalla vaihetta W, joka on esitetty graafisesti kolmiolla kuvion alaosassa. 120 astetta myöhemmin käytetään seuraavaa testivektoria modifioimalla vaihetta U, joka on esitetty mustalla pallolla kuvion alaosassa. Jälleen 120 astetta myöhemmin käytetään kolmatta 15 testivektoria modifioimalla vaihetta V, joka on esitetty neliöllä. Testivektorin käyttäminen aiheuttaa virheen suunniteltuun kytkentäjaksoon. Tämä ongelma on ilmeinen suurjännitetarpeen aikana ja johtaa tyypillisesti pienentyneeseen lähtöjän-nitteeseen.At approximately 0.185 s, a test vector is used by modifying step W, which is graphically represented by a triangle at the bottom of the figure. 120 degrees later, the next test vector is used by modifying step U, represented by a black sphere at the bottom of the figure. Again, 120 degrees later, the third test vector is used by modifying step V, represented by a square. Using the test vector causes an error in the planned switching period. This problem is evident during high voltage demand and typically results in a reduced output voltage.

Tilan saamiseksi testivektorille on modifioitava suunniteltua pulssisuhdetta eli kas-20 vatettava sitä. Tämä näkyy kuviossa 4, jossa vaiheen W pulssisuhdetta kasvate- • · .. . taan suunnilleen 0,185 s:n kohdalla tapahtuvan testivektorin käytön aikana. Puls- : : sisuhde kasvaa esimerkiksi 0,06:sta 0,12:een, mutta tämän kompensoimiseksi • « · "·/ pulssisuhde pienennetään 180 astetta myöhemmin (sunnilleen 0,195 s:n kohdalla) ***** 0,94:stä 0,88:aan. Testivektoria käytetään siten silloin, kun pulssisuhde on pieni, ja : 1·1 25 tehdään korjaus, kun pulssisuhde on suuri.To obtain space for the test vector, the designed pulse rate must be modified, i.e. increased by 20. This is shown in Fig. 4, where the pulse ratio of step W increases • · ... during the use of the test vector at approximately 0.185 s. For example, the pulse:: ratio increases from 0.06 to 0.12, but to compensate for this, the pulse ratio is reduced 180 degrees later (to about 0.195 s) ***** from 0.94 0.88 The test vector is thus used when the pulse rate is low, and: 1 · 1 25 is corrected when the pulse rate is high.

e·· • · • ·e ·· • · • ·

Korjauksen sisältävä maavikatestivektori virrantunnistusta varten muodostetaan edullisesti käyttämällä neljännesaalto- ja puoliaaltosymmetriaa, jolloin saadaan • « i M minimivääristymä 3-vaihe-PWM-järjestelmään.The corrected earth fault test vector for current detection is preferably constructed using quarter-wave and half-wave symmetry to provide a minimum of distortion in the 3-phase PWM system.

• 1• 1

• M• M

;v. Menetelmä, jossa käytetään testivektoria ja suoritetaan pulssisuhteen korjaus ku- .··1. 30 viossa 4 esitetyn mukaisesti, voidaan suorittaa käyttämättä kuviossa 5 kuvattua • · ”1 menetelmää, itse asiassa kaikki kuvioiden 4 ja 5 menetelmät ovat itsenäisiä mutta; V. A method using a test vector and performing a pulse rate correction as · · 1. 30, 4 may be carried out without using the method described in Fig. 5, · · “1, in fact all methods in Figs.

• M• M

: käytettävissä yhdistelmänä niin, että saavutetaan edullinen suojauksen laatu. Ku- *:**: vion 4 menetelmä on aina käynnissä, mikä tarkoittaa, että maavikavirtaa mitataan jatkuvasti taajuudella, joka on maksimissaan millisekuntialueella, oli vikatilaa tai ei.: Available in combination for low-cost protection. Ku- *: **: The method in Figure 4 is always running, which means that the ground fault current is continuously measured at a frequency within the maximum millisecond range, with or without fault condition.

119536 14119536 14

Pulssisuhteen modifiointia käytetään tarvittaessa samalla taajuudella testivektorin saamiseksi.Pulse rate modification is used at the same frequency as needed to obtain a test vector.

Kuvion 4 menetelmä on tarpeellinen sellaisten maavikatilojen yhteydessä, joissa vikavirran voimakkuus on suhteellisen pieni, kuten 20-30 % nimellisarvosta. Näin 5 on, jos maavikaliitännällä on suuri, esimerkiksi 100 ohmin impedanssi moottorivai-heen ja maan välissä. Testivektorin käyttötaajuus kuviossa 4 on edullisesti pienempi kuin kytkentätaajuuden arvo, tyypillisesti 1:10 eli 1,5 kHz suhteessa 15 kHz:n kytkentätaajuuteen.The method of Figure 4 is necessary in the case of earth fault conditions where the fault current is relatively low, such as 20-30% of the nominal value. This is the case if the earth fault connection has a high impedance, for example 100 ohms, between the motor phase and ground. The operating frequency of the test vector in Fig. 4 is preferably lower than the switching frequency value, typically 1:10, i.e. 1.5 kHz relative to the switching frequency of 15 kHz.

····· • · ·· · • · · • · • « • · • · ( « · · • la · ··· • e • · • ·· ft·· • · ft · ··· • · • · · • · · • · • •ft • · • · ··· • · • · · « · · • ··· • · • · ··· ··· • · · • e · ♦ 1 ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · U U ad › • · ft 1 1 1 1 1 1 ft ft ft · · · · · · 1 1 1 1 1 1 · · · · 1 · ·

Claims (27)

119536 15119536 15 1. Menetelmä maavian olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten mootto-riohjaimen, jolla on korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkki sekä korkea- ja matalapotentiaalipuolen kytkentäelementit, suojaamiseksi, jolloin korkea- ja mata- 5 lapotentiaalipuolen kytkentäelementit on liitetty toiminnallisesti vastaaviin korkea-ja matalapotentiaalipuolen DC-linkkiväyliin, jossa menetelmässä generoidaan vi-kasignaali, jolloin mainittu vikasignaali osoittaa, että moottoriohjaimella on epänormaalit toimintaolosuhteet, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi: - generoidaan ainakin yksi testivektori vasteena vikasignaaliin kytkemällä aina-10 kin yksi kytkentäelementeistä päälle, ja - mitataan ainakin yhden kytkentäelementin ollessa päällä virran, joka virtaa siinä DC-linkissä, joka on liitetty toiminnallisesti johtavaan (johtaviin) kytkentä-elementtiin (kytkentäelementteihin), suuruus maavian ilmaisemiseksi.1. A method for determining a ground fault of existence on the fly, thus engines, guides inside of the high and low potential side DC-link in both high- and low-potential side switching elements, for the protection, wherein the high and low 5 lapotentiaalipuolen the switching elements operatively connected to respective high and low potential side DC link paths, the method of generating a fault signal, said fault signal indicating that the motor controller has abnormal operating conditions, characterized in that the method further comprises: - generating at least one test vector in response to the fault signal by always activating at least one of the switching elements; on, the magnitude of the current flowing in the DC link connected to the functionally conductive switching element (s) to indicate an earth fault. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, joka lisäksi käsittää vaiheen, 15 jossa kytketään kaikki kytkentäelementit pois päältä ennen ainakin yhden kytkentäelementin kytkemistä päälle.The method of claim 1, further comprising the step of turning off all the switching elements before switching on the at least one switching element. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto-reita kytkemällä korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitetyt kytken- ·:**: täelementit päälle peräkkäisesti. ·· · i » Φ i :* 203. A process according to claim 1 or 2, wherein the buffers used testivekto-connecting the high-potential side switching operatively connected to the DC link ·: **: täelementit on sequentially. ·· · i »Φ i: * 20 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto- • · · »y reita kytkemällä kolme korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitettyä *···* kytkentäelementtiä päälle peräkkäisesti. • · ·4. The method according to claim 1 or 2, in which testivekto- • · · "y vectors connecting the three high potential side of the DC-link operatively connected to the * ··· * on the switching elements sequentially. • · · 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto-reita kytkemällä matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitetyt kytken- 25 täelementit päälle peräkkäisesti. • · · • · • · ·5. The method according to claim 1 or 2, wherein the buffers used testivekto-coupling the low potential side of the DC-link operatively connected to the coupling 25 täelementit on sequentially. • · · • · · · 6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto- reita kytkemällä kolme matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitettyä .···. kytkentäelementtiä päälle peräkkäisesti.6. The method according to claim 1 or 2, in which testivekto- vectors connecting the three low potential side of the DC-link operatively connected. ···. the switching element in succession. • · • · · :*·*: 7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto- * 30 ria kytkemällä korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitetyt kytkentäelementit päälle olennaisesti samanaikaisesti. 119536 16• • · · · * · *: 7. A process according to claim 1 or 2, in which testivekto- * 30 connecting the buffer operatively connected to the DC link coupling elements on the high potential side substantially simultaneously. 119536 16 8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto-ria kytkemällä kolme korkeapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitettyä kytkentäelementtiä päälle olennaisesti samanaikaisesti.8. A method according to claim 1 or 2, wherein the buffer used testivekto-coupling of three high potential side of the DC-link operatively connected to the top of the coupling elements substantially simultaneously. 9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto-5 ria kytkemällä matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitetyt kytkentä- elementit päälle olennaisesti samanaikaisesti.9. The method according to claim 1 or 2, in which testivekto 5-buffer coupling the low potential side of the DC-link operatively connected to the switching elements on substantially the same time. 10. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa käytetään testivekto-ria kytkemällä kolme matalapotentiaalipuolen DC-linkkiin toiminnallisesti liitettyä kytkentäelementtiä päälle olennaisesti samanaikaisesti.The method according to claim 10 or 1 2, wherein the buffer used testivekto-three connecting the low potential side of the DC-link operatively connected to the top of the coupling elements substantially simultaneously. 11. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, jossa käyte tään samaa testivektoria useita kertoja ja jossa mainitun testivektorin käytön aikana mitataan toistuvasti johtavaan (johtaviin) kytkentäelementtiin (kytkentäelement-teihin) toiminnallisesti liitetyssä DC-linkissä viilaavan virran suuruutta vastaava määrä kertoja.A method according to any one of the preceding claims, wherein the same test vector is used several times and wherein during the use of said test vector, a number of times the magnitude of the current flowing in the DC link operatively connected to the conductive switching element (s) is repeatedly measured. 12. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, jossa generoi tu vikasignaali saadaan virtaa yhdessä moottoriohjaimen DC-linkkiväylistä mittaa-valta virta-anturivälineeltä.A method according to any one of the preceding claims, wherein the generated fault signal is obtained from a current sensor means measured along one of the DC link buses of the motor controller. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, jossa virta-anturiväline antaa ·:··: johtavaan (johtaviin) kytkentäelementtiin (kytkentäelementteihin) toiminnallisesti lii- 20 tetyssä DC-linkissä virtaavan virran suuruuden. • · • · * · ·The method of claim 12, wherein the current sensor means provides a magnitude of current flowing in a DC link operatively coupled to the conductive coupling element (s). • · • · * · · 14. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, jossa kaikkia ;r: vaiheita, jotka liittyvät kytkentäelementtien kytkemiseen päälle ja pois päältä, vi- : *·· kasignaalin prosessoimiseen ja moottoriohjaimen DC-linkissä virtaavan virran suu- ruuden mittaamiseen, ohjaa moottoriohjainyksikkö, kuten DSP.A method according to any one of the preceding claims, wherein all of the steps of turning on and off the switching elements, processing the vi-: * ·· cascade signal and measuring the amount of current flowing in the DC link of the motor controller is controlled by a motor controller unit such as DSP. 15. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, jossa vikasig- .*.** naalin generointi on merkki oikosulkuvirroista tai ylijännitteistä yhdessä moottorioh- **;·* jaimen DC-linkkiväylistä.The method according to any one of the preceding claims, wherein the fault signal generation is a signal of short-circuit currents or overvoltages in one of the DC link buses of the motor controller; • · • · « * · · .··*. 16. Jonkin patenttivaatimuksista 1-15 mukainen menetelmä, jossa vikasignaalin • · generointi on merkki siitä, että ainakin yhden moottoriohjaimen kytkentäelementin v : 30 yli menee ylijännite. • · 119536 17• · • · «* · ·. ·· *. The method of any one of claims 1 to 15, wherein the generation of a fault signal is an indication that at least one motor control switching element v: 30 is overvoltaged. • · 119536 17 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, jossa on käytössä desaturaa-tiosuojaus yhden moottoriohjaimen kytkentäelementin poikki menevän ylijännitteen ilmaisemiseksi.The method of claim 16, wherein desaturation protection is provided for detecting overvoltage across one of the motor control switching elements. 18. Jonkin patenttivaatimuksista 1-14 mukainen menetelmä, jossa vikasignaalin 5 generointi on merkki viasta, joka kuuluu seuraavaan ryhmään: epänormaali lämpötila, epänormaalit jännitteet ja epänormaalit virrat.The method of any one of claims 1 to 14, wherein the generation of the fault signal 5 is an indication of a fault that belongs to the following group: abnormal temperature, abnormal voltages and abnormal currents. 19. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, joka lisäksi käsittää vaiheen, jossa ajetaan moottoriohjain pysyvästi alas, jos määritetään maavika.The method of any one of the preceding claims, further comprising the step of permanently lowering the motor controller if a ground fault is determined. 20. Menetelmä maavian olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten mootto riohjaimen, jolla on korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkki ja korkea- ja ma-talapotentiaalipuolen kytkentäelementit, suojaamiseksi, jolloin korkea- ja matalapotentiaalipuolen kytkentäelementit on liitetty toiminnallisesti vastaaviin korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkkiväyliin, jolloin moottoriohjain lisäksi käsittää 15 moottoriohjainyksikön sen ohjaamiseksi, milloin kytkentäelementit on kytkettävä päälle ja pois päältä generoimalla PWM-signaali kullekin kytkentäelementille, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: - modifioidaan generoitua PWM-signaalia kasvattamalla ainakin yhden PWM-signaaleista, jotka on kohdistettu matalapotentiaalipuolen kytkentäelementtei-20 hin, pulssisuhdetta, jolloin pulssisuhteen kasvatus käsittää ajanjakson, joka on 9 9 · : murto-osa matalapotentiaalipuolen kytkentäelementtien kytkentöjäksosta, 9 9 9 9 9 9 9 9 .*···] - generoidaan 000-testivektori ja käytetään sitä, ja 9 9 999 99 : *·· - mitataan matalapotentiaalipuolen kytkentäelementtien ollessa päällä matalapo- 9 9 9 ϊ.,.ϊ tentiaalipuolen DC-linkissä viilaavan virran suuruus maavian ilmaisemiseksi, (Va 25 jolloin 000-testivektori generoidaan ja sitä käytetään matalapotentiaalipuolen kyt-;!:* kentäelementtien kytkentätaajuutta pienemmällä taajuudella. 9 9 9 9 999 ,v.20. A method for determining a ground fault of existence on the fly and thus the engines guides inside of the high and low potential side of the DC link and the high- and low-potential side switching elements, for the protection, wherein the high- and low-potential side switching elements being operatively connected to respective high and low potential side DC-link buses, wherein the motor controller further comprises 15 motor controller units for controlling when the switching elements are to be turned on and off by generating a PWM signal for each switching element, characterized in that the method comprises: modifying the generated PWM signal by incrementing at least one of the PWM kytkentäelementtei Hin-20, the duty ratio, wherein the pulse ratio of the growth period comprising a number 9 · 9: a fraction of the low-potential side switching elements kytkentöjäksosta 9 9 9 9 9 9 9 9 . * ·] - generating a 000 test vector, and used it to 9 999, 9 99,.. * ·· - measuring the low-potential side switching elements being turned on matalapo- 9 9 9 ϊ, ϊ a filing magnitude of the DC link current for detecting ground faults tentiaalipuolen, (Va-25 to 000 test vector is generated and used as a low potential side of the NCP -; * switching frequency of the switching element at a lower frequency!. 9 9 9 9 999, v. 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, joka lisäksi käsittää vaiheen, 9 9 9 ,^··, jossa modifioidaan generoitua PWM-signaalia pienentämällä matalavirtapuolen 9 9 '.** kytkentäelementteihin kohdistetun PWM-signaalin pulssisuhdetta aikaisemmin 9 9 9 v : 30 kasvatetun pulssisuhteen kompensoimiseksi. 9 9 921. A method according to claim 20, further comprising the step 9 9 9, ^ ·· of modifying the generated PWM signal by reducing the low power side September 9 '** applied to the switching elements of the PWM signal, the duty ratio before 9 9 9 v. 30 of the pulse ratio to compensate for the . 9 9 9 22. Menetelmä maavian olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten moottoriohjaimen, jolla on korkea- ja matalapotentiaalipuolen DC-linkki ja korkea- ja ma- 119536 18 talapotentiaalipuolen kytkentäelementit, suojaamiseksi, jolloin korkea- ja matalapo-tentiaalipuoien kytkentäelementit on liitetty toiminnallisesti vastaaviin korkea- ja mataiapotentiaalipuolen DC-linkkiväyliin, jolloin moottoriohjain lisäksi käsittää moottoriohjainyksikön sen ohjaamiseksi, milloin kytkentäelementit on kytkettävä 5 päälle ja pois päältä generoimalla PWM-signaali kullekin kytkentäelementille, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: - modifioidaan generoitua PWM-signaalia kasvattamalla ainakin yhden PWM-signaaleista, jotka on kohdistettu korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtei-hin, pulssisuhdetta, jolloin pulssisuhteen kasvatus käsittää ajanjakson, joka on 10 murto-osa korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtien kytkentäjaksosta, - generoidaan 111 -testivektori ja käytetään sitä, ja - mitataan korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementtien ollessa päällä korkeapotentiaalipuolen DC-linkissä viilaavan virran suuruus maavian ilmaisemiseksi, jolloin 111-testivektori generoidaan ja sitä käytetään korkeapotentiaalipuolen kyt-15 kentäelementtien kytkentätaajuutta pienemmällä taajuudella.22. A method for determining a ground fault of existence on the fly and thus the engine controller which has a high and a low potential side of the DC link and the high and maleic 119 536 18 talapotentiaalipuolen coupling elements, for the protection, wherein the high and matalapo-tentiaalipuoien the switching elements operatively connected to respective high and mataiapotentiaalipuolen DC link paths, wherein the motor controller further comprises a motor control unit for controlling when the switching elements are to be turned on and off by generating a PWM signal for each switching element, characterized in that the method comprises: modifying at least one PWM of the generated PWM signal; is allocated to the high-potential side kytkentäelementtei Hin, the duty ratio, whereby the pulse ratio culture comprises a period which is a fraction of the 10 high-potential side switching period of the switching elements, - generating a 111 -testivektori and using it, and - measuring the high-potential side switching elements are on the high potential side of a filing DC link current of detecting a ground fault, wherein the 111 test vector is generated and used in a high potential side of the switching element NCP 15, the switching frequency at a lower frequency. 23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, joka lisäksi käsittää vaiheen, jossa modifioidaan generoitua PWM-signaalia pienentämällä korkeapotentiaalipuolen kytkentäelementteihin kohdistetun PWM-signaalin pulssisuhdetta aikai- *:*·: semmin kasvatetun pulssisuhteen kompensoimiseksi. ·« * • · · ί ;* 2023. A method according to claim 22, further comprising the step of modifying the generated PWM signal by reducing the applied high potential side switching elements of the PWM signal from the pulse duty cycle earlier * * ·: in more relative to compensate for the increased pulse. · «* • · · ί; * 20 24. Jonkin patenttivaatimuksista 20-23 mukainen menetelmä, jolloin mainittua • · menetelmää käytetään synkronisesti moottoriohjaimen peruslähtöjännitteen kans- • · • _ _ ··· sa.The method of any one of claims 20 to 23, wherein said method is synchronously applied to the base output voltage of the motor controller. ·· • · • ·· .·*·. 25. Menetelmä maavian olemassaolon määrittämiseksi lennossa ja siten mootto- riohjaimen suojaamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheen (vaiheet), jossa (jois-..... 25 sa) käytetään toistuvasti jonkin patenttivaatimuksista 20-24 mukaista menetel- • · t M mää. • · • · «·· jV.·· • · • ··. · * ·. A method for determining the presence of a ground fault in flight and thereby protecting the motor controller, comprising the step (s) of repeatedly applying (M) a method according to any one of claims 20 to 24. • · • · «·· jV. 26. Jonkin patenttivaatimuksista 20-25 mukainen menetelmä, joka lisäksi käsit- ,·». tää vaiheen, jossa suoritetaan jonkin patenttivaatimuksista 1-19 mukainen mene- ’*:** telmä. «·* • · · « · · *The method of any one of claims 20 to 25, further comprising: This step comprises carrying out the method according to any one of claims 1 to 19. «· * • · ·« · · * 27. Moottoriohjain, tunnettu siitä, että se käsittää välineen, joka on sovitettu suo rittamaan jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä. 119536 19A motor controller, characterized in that it comprises a means adapted to carry out the method according to any one of the preceding claims. 119536 19
FI20070531A 2004-12-27 2007-07-06 A method for detecting ground fault conditions in a motor controller FI119536B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070531A FI119536B (en) 2004-12-27 2007-07-06 A method for detecting ground fault conditions in a motor controller

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK2004000920 2004-12-27
PCT/DK2004/000920 WO2006069568A1 (en) 2004-12-27 2004-12-27 Method for detecting earth-fault conditions in motor a controller
FI20070531A FI119536B (en) 2004-12-27 2007-07-06 A method for detecting ground fault conditions in a motor controller
FI20070531 2007-07-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20070531A FI20070531A (en) 2007-07-06
FI119536B true FI119536B (en) 2008-12-15

Family

ID=38331534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20070531A FI119536B (en) 2004-12-27 2007-07-06 A method for detecting ground fault conditions in a motor controller

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI119536B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20070531A (en) 2007-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8379353B2 (en) Method for detecting earth-fault conditions in a motor controller
US7339394B2 (en) Current sensing in a two-phase motor
KR102024821B1 (en) System and method for ground fault detection and protection in adjustable speed drives
JP3836689B2 (en) Motor insulation fault detection method by ground leakage current detection
US20100019702A1 (en) Current sensing for a multi-phase dc/dc boost converter
KR20070079577A (en) Offset pwm signals for multiphase motor
JPH09331682A (en) Power converter
Blaabjerg et al. A new low-cost, fully fault-protected PWM-VSI inverter with true phase-current information
Marčetić et al. Improved three-phase current reconstruction for induction motor drives with DC-link shunt
JP3316735B2 (en) Grid-connected inverter device
US9859824B2 (en) Drive circuit for a brushless motor having an AC/AC boost converter
JPH0984254A (en) Power supply system, inverter equipment, and distributed power supply system
FI119536B (en) A method for detecting ground fault conditions in a motor controller
JPH05328739A (en) Power conversion equipment and detection ground fault method thereof
JP2008005636A (en) Power transforming device
JP6016720B2 (en) Power conversion device and power conversion method
JP7043607B2 (en) Power converter
JPS6322159B2 (en)
JP2003164192A (en) Three-phase brushless motor control device
JP2002095264A (en) Pwm inverter
JP2004320853A (en) Power converter
JPH0984359A (en) Power converter
JPH077855A (en) Interruption detector for distributed power source
JPH1094258A (en) Parallel control device for inverter
Wei et al. Fault tolerant strategies under open phase fault for doubly salient electro-magnet motor drives

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119536

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed