相序檢測(cè)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種與頻率控制的壓縮機(jī)一起使用的相序檢測(cè)器，以及用于檢測(cè)變頻 電源信號(hào)的相序的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由三相交流電源驅(qū)動(dòng)的電壓縮機(jī)和其它電動(dòng)機(jī)常對(duì)三相的順序很靈敏。如果其到 電源的連接錯(cuò)誤，一些裝置可能會(huì)失靈、或甚至損壞，在一些裝置中壓縮機(jī)或電機(jī)會(huì)運(yùn)行但 是反轉(zhuǎn)，這易于對(duì)壓縮機(jī)或其它電動(dòng)機(jī)所屬系統(tǒng)的其余部分造成問(wèn)題。
[0003] 發(fā)展了不同種類(lèi)的相序檢測(cè)器，如果檢測(cè)到錯(cuò)誤的相序其會(huì)通知用戶或關(guān)閉電 源。上述相序檢測(cè)器中的一部分通過(guò)光耦合器形成指示三個(gè)電源相位之間相位差的脈沖來(lái) 工作。但是，對(duì)于通常由逆變器作為開(kāi)關(guān)電源，由此為壓縮機(jī)產(chǎn)生脈沖三相電源信號(hào)，例如 脈沖寬度調(diào)制電源信號(hào)，驅(qū)動(dòng)的頻率控制壓縮機(jī)，因?yàn)檎}沖利用固有的慢光耦合器不足 以傳送信號(hào)和/或光耦合器的輸出將以逆變器的開(kāi)關(guān)頻率脈動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)的相序檢測(cè)器無(wú) 法工作，因此不形成指示電源信號(hào)相位差的脈沖。
[0004] 進(jìn)一步地，對(duì)光耦合器的相位差指示脈沖起作用的現(xiàn)有技術(shù)的相序檢測(cè)器的邏 輯，例如通過(guò)將相位差與絕對(duì)閾限比較，常依賴于三個(gè)相位的確定頻率，該頻率通常地為 50Hz或60Hz。因此，這種相序檢測(cè)器不適用于頻率控制的壓縮機(jī)，在頻率控制的壓縮機(jī)中 電源相位將在，例如20Hz到200Hz之間變動(dòng)。測(cè)量電源相位頻率以便適應(yīng)變化的電源頻率 的相序檢測(cè)器要求相對(duì)多的附加邏輯和處理能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明者已經(jīng)意識(shí)到上述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，他們的發(fā)明目的包括提供一種與脈沖 電源一起工作的新的相序檢測(cè)器，且提供一種具有很好地適用于變頻壓縮機(jī)的邏輯的新的 相序檢測(cè)器。
[0006]本發(fā)明涉及一種用于在三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)中確定相序的相序檢測(cè)方法，所述相 序檢測(cè)方法包括步驟：
[0007]接收第一脈沖列Pi2，所述第一脈沖列的脈沖指示第一相位L1和第二相位L2之 間的相位差；
[0008]接收第二脈沖列P^3，所述第二脈沖列的脈沖指示第二相位L2和第三相位L3之 間的相位差；
[0009] 確定脈沖移位比值，所述脈沖移位比值表示所述第一和第二脈沖列的脈沖移位DT1對(duì)脈沖周期DT2的比值；以及
[0010] 基于所述脈沖移位比值，確定所述三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的所述相序。
[0011] 本發(fā)明提供了通過(guò)相對(duì)測(cè)量的用于確定三個(gè)相位相序的有利方法，意味著不知道 驅(qū)動(dòng)器頻率、不用測(cè)量驅(qū)動(dòng)器頻率或不用進(jìn)行絕對(duì)時(shí)間測(cè)量其就可工作。換句話說(shuō)，本發(fā)明 實(shí)現(xiàn)了對(duì)常與頻率控制的電機(jī)、壓縮機(jī)等一起使用的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的相序檢測(cè)，并 且所述相序檢測(cè)可以有效快速地進(jìn)行，這意味著它不要求很多處理能力，并無(wú)論如何都可 以提供快速結(jié)果，這可能對(duì)電機(jī)保護(hù)和安全目的而言非常關(guān)鍵。
[0012] 本發(fā)明因此對(duì)現(xiàn)有技術(shù)解決方案而言是具有新穎性的和創(chuàng)造性的，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù) 解決方案只對(duì)于其被設(shè)計(jì)應(yīng)用的特定驅(qū)動(dòng)器頻率工作，或通過(guò)在能夠確定相位故障之前測(cè) 量實(shí)際的驅(qū)動(dòng)器頻率工作。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，如下文所述地，第一和第二脈沖列優(yōu)選地由較優(yōu)的脈沖發(fā)生器提供， 或者由被布置以形成兩個(gè)脈沖列的任何其它脈沖發(fā)生器提供，所述兩個(gè)脈沖列的每一個(gè)都 包括表示三個(gè)相位中的兩個(gè)之間的相位差的脈沖事件。
[0014] 脈沖移位表示兩個(gè)脈沖列中的脈沖事件之間的時(shí)間性差異，例如表示從脈沖列之 一的脈沖事件，例如下降沿，到另一脈沖列中對(duì)應(yīng)的脈沖事件的時(shí)間。
[0015] 脈沖周期表示相同的脈沖列中的脈沖事件之間的時(shí)間性差異，例如表示從脈沖列 之一的脈沖事件，例如下降沿，到同一脈沖列中對(duì)應(yīng)的脈沖事件的時(shí)間。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，脈沖移位和脈沖周期被測(cè)量為時(shí)間，例如以毫秒為單位，但優(yōu)選地其 被簡(jiǎn)單地表示為具有諸如時(shí)鐘報(bào)時(shí)信號(hào)、樣本、計(jì)時(shí)器事件、計(jì)數(shù)器值、斜坡信號(hào)電平等的 可比較的單位的相對(duì)時(shí)間表示形式。諸如快捷和低處理要求等的本發(fā)明的一些益處與本發(fā) 明完全無(wú)需測(cè)量相位的絕對(duì)頻率、或絕對(duì)時(shí)間而便利于確定相序的特征相關(guān)。該方法僅需 要脈沖移位和脈沖周期的以任何可用測(cè)量單位的可比較的表示形式。
[0017] 應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施，確定脈沖移位和脈沖周期可通過(guò)確定兩個(gè) 假定是脈沖移位和脈沖周期的值（DT1、DT2)來(lái)執(zhí)行，但通過(guò)它們與所比較的比值不相符， 這兩個(gè)值可能被證明事實(shí)上是，例如同一脈沖信號(hào)的脈沖周期和雙脈沖周期，或其它無(wú)效 值。
[0018] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，同步地確定脈沖移位和脈沖周期，但在一替代實(shí)施 例中可相繼地確定它們或直接確定它們的比值。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，多次執(zhí)行該方法，優(yōu)選地，二或三次，且只有所有 的，例如二或三次，結(jié)果有這個(gè)成果，或者次優(yōu)選地但在本發(fā)明內(nèi)，大多數(shù)測(cè)試有此成果，才 建立相序正確的結(jié)論。
[0020] 當(dāng)確定所述脈沖移位比值和確定所述相序的所述步驟由以下步驟得到時(shí)，得到本 發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例：
[0021] 確定第一時(shí)間性差異DT1，所述第一時(shí)間性差異DT1表示所述第一或第二脈沖列 中之一的第一脈沖事件FE1與所述第一或第二脈沖列中之一的第二脈沖事件FE2之間的相 對(duì)時(shí)間；
[0022] 確定第二時(shí)間性差異DT2,所述第二時(shí)間性差異DT2表示所述第一脈沖事件FE1與 所述第一或第二脈沖列中之一的第三脈沖事件FE3之間的相對(duì)時(shí)間；
[0023] 當(dāng)所述第一脈沖事件FE1發(fā)生于所述第一脈沖列Pm2中時(shí)，在預(yù)定公差之內(nèi)所述 第一時(shí)間性差異DT1相當(dāng)于所述第二時(shí)間性差異DT2的三分之一的時(shí)候，或當(dāng)所述第一脈 沖事件FE1發(fā)生于所述第二脈沖列中時(shí)，在預(yù)定公差內(nèi)所述第一時(shí)間性差異DT1相當(dāng) 于所述第二時(shí)間性差異DT2的三分之二的時(shí)候，確定所述三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的所述相序 為第一-第二-第三相位。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)記錄三個(gè)連續(xù)的脈沖事件同時(shí)確定脈沖移位 和脈沖周期，三個(gè)連續(xù)的脈沖事件之中，假定第一 FE1和第三FE3是同一脈沖列中的兩個(gè)連 續(xù)的脈沖事件，假定第二脈沖事件FE2是另一脈沖列中的中間的脈沖事件。在本發(fā)明的一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，將脈沖移位確定為第一與第二脈沖事件之間的時(shí)間值差異，將脈沖周期 確定為第一與第三脈沖事件之間時(shí)間值差異。注意，因?yàn)楸景l(fā)明僅需要相對(duì)時(shí)間測(cè)量，本文 中的時(shí)間值僅表示隨時(shí)間變化的值，并且可以是具有相對(duì)于實(shí)際時(shí)間的任意比例的計(jì)數(shù)器 型。
[0025] 本發(fā)明的本實(shí)施例的又一優(yōu)勢(shì)是不要求任何實(shí)時(shí)測(cè)量，而僅要求一些移位和周期 之間比值的指示一一事實(shí)上僅要求假定的移位和周期之間比值的指示，因?yàn)槭褂迷摫戎等?確定相序的步驟可以忽視不表示位移對(duì)周期的比值的比值，而不是如上所述地例如周期對(duì) 雙周期的比值，這當(dāng)例如相位連接錯(cuò)誤時(shí)可能出現(xiàn)。
[0026] 當(dāng)所述方法還包括至少以下步驟之一時(shí)，得到本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例：
[0027] 當(dāng)在預(yù)定公差內(nèi)所述第一時(shí)間性差異DT1相當(dāng)于所述第二時(shí)間性差異DT2的二分 之一時(shí)，確定所述第一相位L1或所述第三相位L3的缺相；
[0028] 當(dāng)在預(yù)定公差內(nèi)所述第一時(shí)間性差異DT1相當(dāng)于0或與所述第二時(shí)間性差異DT2 相等時(shí)，確定所述第二相位L2的缺相。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施例，該創(chuàng)造性方法不僅可以確定相序，而且可以確定 缺相，甚至僅通過(guò)分析兩個(gè)脈沖列表明哪個(gè)相位已缺失。
[0030] 當(dāng)所述方法包括基于所述三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的所述第一相位L1、第二相位L2 和第三相位L3,使得脈沖發(fā)生器PG形成所述第一脈沖列Pm 2和所述第二脈沖列的步 驟；且其中，所述方法還包括至少以下步驟之一時(shí)，得到本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例：
[0031] 當(dāng)在預(yù)先確定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)，例如60ms內(nèi)，或在所述脈沖列PUw P^3的第一、第 二和第三脈沖事件FE1、FE2、FE3之中，在所述第一脈沖列Pm2中沒(méi)有檢測(cè)到脈沖事件時(shí)， 確定所述脈沖發(fā)生器PG沒(méi)有連接至所述第一相位L1 ;
[0032] 當(dāng)在預(yù)先確定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)，例如60ms內(nèi)，或者在所述第一、第二和第二脈沖事 件FE1、FE2、FE3之中，在所述第二脈沖列中沒(méi)有檢測(cè)到脈沖事件時(shí)，確定所述脈沖發(fā) 生器PG沒(méi)有連接至所述第三相位L3。
[0033] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)在相關(guān)脈沖列中沒(méi)有檢測(cè)到脈沖事件時(shí)，可確定相序檢 測(cè)器至壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)連接中的故障，即如果第一脈沖列中沒(méi)有出現(xiàn)事件相位L1斷路， 如果第二脈沖列中沒(méi)有出現(xiàn)事件L3斷路。脈沖事件的不發(fā)生可成立于例如一定時(shí)間過(guò)去 之后，該時(shí)間例如根據(jù)實(shí)際操作的與最長(zhǎng)可能脈沖周期相對(duì)應(yīng)的時(shí)間，如50ms，加上合理的 公差，如l〇ms，或者當(dāng)三個(gè)檢測(cè)到的脈沖事件全部出現(xiàn)在同一脈沖列時(shí)，脈沖事件的不發(fā)生 可成立。還注意根據(jù)本發(fā)明，包括超時(shí)在內(nèi)的所有的時(shí)間，可優(yōu)選地由諸如時(shí)鐘報(bào)時(shí)信號(hào)、 樣本數(shù)量、計(jì)數(shù)器值等的相對(duì)手段來(lái)確定。
[0034] 當(dāng)所述三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)是變頻驅(qū)動(dòng)器信號(hào)時(shí)，得到本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施 例。
[0035] -個(gè)主要特點(diǎn)是即使沒(méi)有頻率的預(yù)先或附加信息、或任何頻率的直接測(cè)量，本發(fā) 明的相序檢測(cè)器用變頻驅(qū)動(dòng)器信號(hào)可靠、高效和快速地工作，該變頻驅(qū)動(dòng)器信號(hào)常與頻率 控制的電機(jī)、壓縮機(jī)等一起使用。因此當(dāng)所述三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)是脈沖寬度調(diào)制的PWM 驅(qū)動(dòng)器信號(hào)或者其它便于控制頻率的脈沖信號(hào)時(shí)，得到本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例。
[0036] 當(dāng)所述脈沖發(fā)生器PG包括被布置以將所述三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的脈沖信號(hào)，例 如PWM信號(hào)，轉(zhuǎn)換為大體上連續(xù)的信號(hào)的第一和第二脈沖轉(zhuǎn)換部分Cl、R5、C2、R6時(shí)，得到 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，為了克服例如光耦合器比脈沖調(diào)制的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的窄脈沖反應(yīng)慢的 問(wèn)題，或在比較脈沖調(diào)制的正弦曲線的絕對(duì)相位（implicitphase)中的困難，脈沖發(fā)生器 優(yōu)選地包括脈沖轉(zhuǎn)換裝置。
[0038] 當(dāng)所述方法包括一旦檢測(cè)到所述第一脈沖事件FE1便啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的步驟，且其 中，一旦檢測(cè)到所述第二脈沖事件FE2,便確定所述脈沖移位DT1為所述計(jì)數(shù)器的值，以及 一旦檢測(cè)到所述第三脈沖事件FE3,便確定所述脈沖周期DT2為所述計(jì)數(shù)器的值時(shí)，得到本 發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
[0039] 由于本發(fā)明中計(jì)時(shí)優(yōu)選地為相對(duì)的，可僅僅通過(guò)讀取計(jì)數(shù)器值來(lái)確定脈沖移位和 脈沖周期。計(jì)數(shù)器無(wú)需顯示任何與實(shí)際時(shí)間、信號(hào)樣本、頻率等的關(guān)聯(lián)，因?yàn)楸景l(fā)明僅使用 計(jì)數(shù)器值的比值來(lái)檢測(cè)相序。
[0040] 本發(fā)明還涉及一種在相序檢測(cè)器中使用的脈沖發(fā)生器PG，包括：
[0041] 第一、第二和第三相輸入Ll、L2、L3 ;
[0042] 第一和第二脈沖輸出P