接點(diǎn)H2和 DC-之間，用于在H2到DC-進(jìn)行分壓，并將分好的電壓輸出到比較器244,比較器244將來 自分壓器241的電壓輸出與電位DC-進(jìn)行比較，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換向控制系統(tǒng)25輸出比較結(jié) 果U' H2;相似地，分壓器242電連接在連接點(diǎn)H1和DC-之間，用于在H1到DC-進(jìn)行分壓，并 將分好的電壓輸出到比較器245,比較器245將來自分壓器242的電壓輸出與電位DC-進(jìn)行 比較，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換向控制系統(tǒng)25輸出比較結(jié)果U' m?？梢岳斫獾氖牵梢赃x擇并預(yù)先 確定分壓器240、241、242的分壓比。
[0024] 參考圖2B，控制系統(tǒng)25接收表示已測(cè)量電壓的幅值的信號(hào)，并且控制系統(tǒng)25基于 分壓器240、241、242預(yù)先確定的分壓比以及已測(cè)量的電壓U' DC，U' H2, and U' m的幅值來計(jì) 算電壓UDC、UH2、和UH1的幅值。
[0025] 基于這些信號(hào)，控制系統(tǒng)25使用如下算法計(jì)算每個(gè)電容器集合210、211、212端電 壓的幅值：
[0026] U21〇-UDC_U H2
[0027] U211=UH2-U H1
[0028] U212=UH1
[0029] 其中，U21(I、U211、和U 212分別表示每個(gè)電容器集合210、211、212端電壓的幅值。
[0030] 圖2C示出了可選擇的電壓測(cè)量器件，所述可選擇的電壓測(cè)量器件用于測(cè)量根據(jù) 圖2A的電容器組21的電容器集合的端電壓。分壓器240連接在DC+和DC-之間，用于在 DC-到DC+進(jìn)行分壓，并將分好的電壓輸出到比較器243,比較器243將來自分壓器240的 電壓輸出與電位DC+進(jìn)行比較，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換向控制系統(tǒng)25輸出比較結(jié)果U' DC ;分壓器 241連接在DC+和連接點(diǎn)H2之間，用于在DC+到H2進(jìn)行分壓，并將分好的電壓輸出到比較 器244,比較器244將來自分壓器241的電壓輸出與電位DC+進(jìn)行比較，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換向 控制系統(tǒng)25輸出比較結(jié)果U' H2 ;相似地，分壓器242連接在DC+和連接點(diǎn)H1之間，用于在 DC+到H1進(jìn)行分壓，并將分好的電壓輸出到比較器245,比較器245將來自分壓器242的電 壓輸出與電位DC+進(jìn)行比較，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換向控制系統(tǒng)25輸出比較結(jié)果U'H1。
[0031] 作為替代方式，基于這些信號(hào)，控制系統(tǒng)25使用如下算法計(jì)算每個(gè)電容器集合 210、211、212端電壓的幅值：
[0032] U210=UH2
[0033] U211=UH1-U H2
[0034] U212-UDC_U m
[0035] 其中，U21(I、U211、和U 212分別表示每個(gè)電容器集合210、211、212端電壓的幅值。
[0036]基于各個(gè)電容器集合210、211、212端電壓的幅值，控制系統(tǒng)25用第一閾值確定每 個(gè)電容器集合210、211、212上的故障。例如，如果U 21(l大于第一閾值，則控制系統(tǒng)25產(chǎn)生報(bào) 警；如果U21(l和第一閾值之間的差超出第一范圍，則控制系統(tǒng)25可以發(fā)出跳閘信號(hào)以使多 相電力驅(qū)動(dòng)器停止操作。由于電容器組端電壓的變化歸因于許多因素(例如，功率單元電壓 輸入的變化、交流電負(fù)載的變化、IGBT的切換事件等等)，所以電容器集合的端電壓會(huì)相應(yīng) 發(fā)生改變，甚至在第一閾值之上，但電容器集合仍處于良好的狀態(tài)并且不需要使系統(tǒng)停止； 僅在超過第一閾值的電壓的電平超出第一范圍時(shí)，才可以確定電容器上存在故障，從而需 要使系統(tǒng)停止。通過使用第一范圍，提供了一種機(jī)制，用于辨別電容器集合的過壓的電平， 從而使對(duì)電容器故障的探測(cè)更加準(zhǔn)確。
[0037] 例如，下面的算法可以被用來探測(cè)電容器故障：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于與多相交流負(fù)載一起使用的多相電力驅(qū)動(dòng)器，包括： 多相電力變壓器，包括至少一個(gè)一次繞組和多個(gè)二次繞組，所述一次繞組可以電連接 到多相交流電源； 多個(gè)功率單元，所述第一數(shù)量的功率單元中的每個(gè)都具有與所述多個(gè)二次繞組中相應(yīng) 的一個(gè)二次繞組連接的輸入端，所述多個(gè)功率單元中的每個(gè)都具有到所述多相交流負(fù)載的 單相可控制的輸出端，并且所述多個(gè)功率單元與能夠連接到所述多相交流負(fù)載的每條相輸 出線路中的所述功率單元中相應(yīng)的其它功率單元串聯(lián)連接； 所述功率單元中的每個(gè)都包括： 整流器，適于將來自相應(yīng)的二次繞組的輸入電力轉(zhuǎn)換成直流電壓；以及 電容器組，通過DC+和DC-連接到所述整流器的輸出端； 其中： 所述電容器組包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器集合；以及 所述電容器集合中的每個(gè)都包括一個(gè)電容器或并聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件； 電壓測(cè)量器件，適于測(cè)量相對(duì)于所述電容器組的DC+和DC-的其中一個(gè)的電位，位于DC+和DC-中的另一個(gè)以及串聯(lián)連接的電容器集合中的連接點(diǎn)的各個(gè)電壓；以及 控制系統(tǒng)，適于基于所述電容器組的DC+和DC-之間已測(cè)量的電壓對(duì)所述多個(gè)功率單 元進(jìn)行控制，并基于所述已測(cè)量的各個(gè)電壓對(duì)所述多個(gè)電容器集合的故障進(jìn)行監(jiān)控。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 所述電壓測(cè)量器件適于測(cè)量相對(duì)于DC-的電位的各個(gè)電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 所述控制系統(tǒng)適于基于已測(cè)量的電壓的幅值計(jì)算所述多個(gè)電容器集合中每個(gè)電容器 集合的端電壓的幅值，并基于已計(jì)算的幅值和第一閾值確定所述故障。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 所述控制系統(tǒng)適于基于各個(gè)已測(cè)量的電壓的幅值計(jì)算所述多個(gè)電容器組中每個(gè)電容 器組的端電壓的幅值，計(jì)算所述電容器組的端電壓的幅值中失衡電壓的幅值，并基于已計(jì) 算的失衡電壓的幅值和第二閾值確定所述故障。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 所述控制系統(tǒng)具有分別與所述多個(gè)功率單元集成的多個(gè)功率單元控制器，適于對(duì)所述 多個(gè)電容器集合上的所述故障進(jìn)行監(jiān)控。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 所述電壓測(cè)量器件包括：多個(gè)分壓器，所述多個(gè)分壓器被布置成分別電連接在DC+和DC-的其中一個(gè)、各個(gè)所述連接點(diǎn)與DC+和DC-中的另一個(gè)之間，并用于輸出各個(gè)分好的電 壓；并且 所述控制系統(tǒng)包括：多個(gè)比較器，所述多個(gè)比較器適于對(duì)來自所述多個(gè)分壓器的各個(gè) 分好的電壓分別進(jìn)行比較。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 所述控制系統(tǒng)適于基于分別電連接到所述電容器集合的所述連接點(diǎn)中的兩個(gè)連接點(diǎn) 的兩個(gè)已測(cè)量的電壓之間的差，計(jì)算所述多個(gè)電容器集合中每個(gè)電容器集合的端電壓的幅 值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 如果已計(jì)算的幅值和所述第一閾值之間的差在第一范圍內(nèi)，則所述控制系統(tǒng)適于產(chǎn)生 報(bào)警，否則，發(fā)出跳閘信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多相電力驅(qū)動(dòng)器，其中： 如果已計(jì)算的失衡電壓的幅值和所述第二閾值之間的差在第二范圍內(nèi)，則所述控制系 統(tǒng)適于產(chǎn)生報(bào)警，否則，發(fā)出跳閘信號(hào)。
10. 在多相電力驅(qū)動(dòng)器中使用的功率單元，包括： 整流器，適于將來自相應(yīng)的二次繞組的輸入電力轉(zhuǎn)換成直流電壓；以及 電容器組，通過DC+和DC-連接到所述整流器的輸出端； 其中： 所述電容器組包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器集合；以及所述電容器集合中的每個(gè)都包括 一個(gè)電容器或并聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件； 電壓測(cè)量器件，適于測(cè)量相對(duì)于所述電容器組的DC+和DC-的其中一個(gè)的電位，位于DC+和DC-中的另一個(gè)以及串聯(lián)連接的電容器集合中連接點(diǎn)的各個(gè)電壓；以及 控制系統(tǒng)，適于基于所述電容器組的DC+和DC-之間已測(cè)量的電壓對(duì)所述多個(gè)功率單 元進(jìn)行控制，并基于已測(cè)量的各個(gè)電壓對(duì)所述多個(gè)電容器集合上的故障進(jìn)行監(jiān)控。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率單元，其中： 所述電壓測(cè)量器件適于測(cè)量相對(duì)于DC-的電位的各個(gè)電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的功率單元，其中， 所述控制系統(tǒng)適于基于已測(cè)量的電壓的幅值計(jì)算所述多個(gè)電容器集合中每個(gè)電容器 集合的端電壓的幅值，并基于已計(jì)算的幅值和第一閾值確定所述故障。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的功率單元，其中， 所述控制系統(tǒng)適于基于各個(gè)已測(cè)量的電壓的幅值計(jì)算所述多個(gè)電容器組中每個(gè)電容 器組的端電壓的幅值，計(jì)算所述電容器組的端電壓的幅值中失衡電壓的幅值，并基于已計(jì) 算的失衡電壓的幅值和第二閾值確定所述故障。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的功率單元，其中， 所述電壓測(cè)量器件包括：多個(gè)分壓器，所述多個(gè)分壓器被布置成分別電連接在DC+和DC-的其中一個(gè)、各個(gè)所述連接點(diǎn)與DC+和DC-中的另一個(gè)之間，并用于輸出各個(gè)分好的電 壓；并且 所述控制系統(tǒng)包括：多個(gè)比較器，所述多個(gè)比較器適于對(duì)來自所述多個(gè)分壓器的各個(gè) 分好的電壓分別進(jìn)行比較。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率單元，其中： 所述控制系統(tǒng)適于基于分別電連接到所述電容器集合的所述連接點(diǎn)中的兩個(gè)連接點(diǎn) 的兩個(gè)已測(cè)量的電壓之間的差，計(jì)算所述多個(gè)電容器集合中每個(gè)電容器集合的端電壓的幅 值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率單元，其中： 如果已計(jì)算的幅值和所述第一閾值之間的差在第一范圍內(nèi)，則所述控制系統(tǒng)適于產(chǎn)生 報(bào)警，否則，發(fā)出跳閘信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率單元，其中： 如果已計(jì)算的失衡電壓的幅值和所述第二閾值之間的差在第二范圍內(nèi)，則所述控制系 統(tǒng)適于產(chǎn)生報(bào)警，否則，發(fā)出跳閘信號(hào)。
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝伺c多相交流負(fù)載一起使用的多相電力驅(qū)動(dòng)器及其功率單元。多相電力驅(qū)動(dòng)器包括多相電力變壓器和多個(gè)功率單元；功率單元中的每個(gè)都包括：整流器以及電容器組；電容器組包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器集合；電容器集合中的每個(gè)都包括一個(gè)電容器或并聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件；電壓測(cè)量器件，適于測(cè)量相對(duì)于電容器組的DC+和DC-的其中一個(gè)的電位，位于DC+和DC-中的另一個(gè)以及串聯(lián)連接的電容器集合中連接點(diǎn)的各個(gè)電壓；以及控制系統(tǒng)，適于基于已測(cè)量的各個(gè)電壓對(duì)多個(gè)電容器集合上的故障進(jìn)行監(jiān)控。通過具有這種電容器組電壓監(jiān)控系統(tǒng)，可以保護(hù)電容器避免在每個(gè)電容器上發(fā)生過壓。
【IPC分類】H02P27-06, H02M5-458, H02H7-10
【公開號(hào)】CN104734528
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310706158
【發(fā)明人】安德雷斯·博埃赫利, 尤卡·帕洛邁基
【申請(qǐng)人】Abb技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月19日
【公告號(hào)】WO2015090629A1