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1、(10)申请公布号 CN 103033769 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103033769 A *CN103033769A* (21)申请号 201210582609.5 (22)申请日 2012.12.28 G01R 31/42(2006.01) G01R 19/00(2006.01) (71)申请人 海信 （山东） 空调有限公司 地址 266100 山东省青岛市崂山区株洲路 151 号 (72)发明人 尹发展 陈建兵 (74)专利代理机构 青岛联智专利商标事务所有 限公司 37101 代理人 邵新华 (54) 发明名称 一种三相电源的故障检测方法 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种三相电源的故障检测方 法， 首先对三相电源进行整流、 滤波处理， 生成直 流母线电压 ； 其次检测直流母线电压， 计算出纹 波电压V ； 然后根据纹波电压V的大小判断三 相电源是否故障。本发明的三相电源故障检测方 法能够对三相交流电源的缺相、 相电压不平衡以 及瞬时断电等异常情况实现准确的检测， 并对使 用该三相电源进行供电的大功率负载实施快速的 保护。将所述三相电源故障检测方法应用在变频 负载的供电保护设计中， 可以有效保护变频负载 以及负载驱动电路中的整流电路和逆变电路， 减 小由于电网异常造成变频负载和整流、 逆变电路 损毁等问题发生的几率， 在显著提高产品可靠性 的同时。
3、， 可以简化电路设计， 降低硬件成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 3 页 1/2 页 2 1. 一种三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 对三相电源进行整流、 滤波处理， 生成直流母线电压 ； 检测直流母线电压， 计算出纹波电压 V ； 根据纹波电压 V 的大小判断三相电源是否故障。 2. 根据权利要求 1 所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 将所述三相电源依次通过整流电路和滤波电路进行整流、 滤波变换处理， 生成的直流 母线电压。
4、传输至逆变电路， 以逆变生成交流电压为负载供电 ； 在满足整流电路、 滤波电路、 逆变电路和负载均能稳定、 可靠运行的条件下， 确定纹波 电压 V 的最大值， 作为第一阈值 V1lim； 若检测出的纹波电压 V V1lim， 则判定所述三相电源正常 ； 若检测出的纹波电压 VV1lim， 则判定所述三相电源故障。 3. 根据权利要求 2 所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 在三相电源连接整流电路的供电线路中串联熔断器 ； 设定第三阈值V3lim， 所述第三阈值V3lim是在满足以下三个条件的情况下所对应的 最大纹波电压值 ： 条件 1、 保证负载运行安全 ； 条件 2、 熔断器不熔。
5、断 ； 条件 3、 整流电路、 滤波电路和逆变电路中功率器件不损坏 ； 若检测出的纹波电压 V 满足条件 ： V1limV3lim， 则判定所述三相电源发生缺相故障。 4. 根据权利要求 3 所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 设定第二阈值V2lim， 所述第二阈值V2lim是在满足以下三个条件的情况下所对应的 最大纹波电压值 ： 条件 1、 保证负载运行安全 ； 条件 2、 熔断器不熔断 ； 条件 3、 满足整流电路、 滤波电路和逆变电路中功率器件的温升要求 ； 当检测出的纹波电压 V 满足条件 ： V1limV2lim时， 负载在 T1 时间内持续运行不会损坏 ； 当检测出的纹。
6、波电压 VV2lim且持续时间到达 T1 时， 立即控制负载停止运行， 报三 相电源发生相电压不平衡故障。 6. 根据权利要求 5 所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 所述时间阈值 T1 在 3T10T 之间取值， 其中， T 为三相电源的周期， 直流母线电压的采样频率至少为三相电源频 率的 10 倍。 权 利 要 求 书 CN 103033769 A 2 2/2 页 3 7.根据权利要求3所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 设定时间阈值T2， 所 述时间阈值 T2 的设定原则是 ： 原则 1、 不发生误判 ； 原则 2、 当纹波电压 VV3lim时， 负载在 T2 时。
7、间内持续运行不会损坏 ； 当检测出的纹波电压 VV3lim且持续时间到达 T2 时， 立即控制负载停止运行， 报三 相电源发生缺相故障。 8. 根据权利要求 7 所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 所述时间阈值 T2 在 3T10T 之间取值， 其中， T 为三相电源的周期， 直流母线电压的采样频率至少为三相电源频 率的 10 倍。 9. 根据权利要求 1 至 8 中任一项所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在于 ： 若检 测到的直流母线电压下降到 Udc.rms的 85% 以下时， 则判定所述三相电源发生瞬时断电故障 ； 其中， Udc.rms为三相电源正常时直流母线电压的平均。
8、值。 10. 根据权利要求 1 至 3、 5 至 8 中任一项所述的三相电源的故障检测方法， 其特征在 于 ： 当所述三相电源发生故障时， 控制整流输出的直流电源经由热敏电阻传输至滤波电路 进行滤波处理。 权 利 要 求 书 CN 103033769 A 3 1/8 页 4 一种三相电源的故障检测方法 技术领域 0001 本发明属于电源电力检测技术领域， 具体地说， 是涉及一种用于检测三相交流电 源是否异常的检测方法。 背景技术 0002 三相整流电路就是将三相交流电能转换为直流电能的电路， 它在直流电机调速、 发电机的励磁调节、 电解、 电镀等领域都得到了广泛应用。并且， 随着新兴技术的发展。
9、和市 场需求的不断扩大， 三相整流技术在家电产品上也得到了越来越广泛地应用。 0003 三相交流电源大多应用在大功率场合， 目前对于 5KW 以上的大功率变频空调器来 说， 通常采用三相电源供电， 能够满足大户型家庭、 某些厂区或者公共场所的使用需求。三 相电源在空调产品或在某些工业应用场合都要求三相电源不能缺相， 并且相电压要求平 衡。在变频空调器的应用中， 为了保护逆变电路， 还需要具有瞬时断电检测功能， 这些都对 三相电源在变频空调器中的应用提出了更高的要求。 0004 在三相变频空调器中， 其变频压缩机驱动电路主要由三部分组成 ： 整流电路、 滤波 电路和逆变电路， 参见图 1 所示。。
10、其中， 整流电路通常采用六个整流二极管 D1-D6 连接形成 三相全桥整流电路， 将三相交流输入电源 Ua、 Ub、 Uc 整流成直流电源。由于整流后的直流电 压存在脉动纹波， 滤波电路的作用就是对整流后的直流电压进行滤波处理， 得到较为平滑 的直流电源， 为后续的逆变电路提供稳定的直流母线电压。逆变电路的作用就是在处理器 的控制下将直流母线电压逆变成频率和电压可变的三相交流电源， 为后续负载变频压 缩机供电， 控制变频压缩机运行。 0005 当输入到变频空调器中的三相交流电源的三相电压出现不平衡或者缺相问题时， 会对变频空调器产生严重的危害。具体来讲， 当三相电压不平衡时， 例如 Ua 电压。
11、低于其它 两相电压 Ub、 Uc 时， 处于电压较低的一组整流二极管 D1 和 D4 的整流电流减小， 导通时间 也随之缩短， 在后续负载功率不变的情况下， 其它两组整流二极管 D2、 D3、 D5、 D6 的整流电 流变大。由于流经整流二极管 D1-D6 的电流不均匀， 导致某些整流二极管发热， 而整流二极 管的内阻又呈现负温度系数的特性， 即温度越高的二极管， 其内阻越小， 而内阻越小的二极 管， 其流经的电流就越大， 由此引发恶性循环， 长时间运行会造成整流二极管的击穿。三相 电源缺相的危害是三相电压不平衡的极限情况， 因此这种情况造成的危害将会更加严重。 发明内容 0006 本发明的目。
12、的在于提供了一种三相电源的故障检测方法， 能够对三相电源的相电 压不平衡问题进行准确的检测， 从而有利于减少由于电网问题造成的用电设备损坏事故发 生的几率。 0007 为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案予以实现 ： 一种三相电源的故障检测方法， 首先， 对三相电源进行整流、 滤波处理， 生成直流母线 电压 ； 其次， 检测直流母线电压， 计算出纹波电压 V ； 然后， 根据纹波电压 V 的大小判断 说 明 书 CN 103033769 A 4 2/8 页 5 三相电源是否故障。 0008 进一步的， 将所述三相电源依次通过整流电路和滤波电路进行整流、 滤波变换处 理， 生成的直流母线。
13、电压传输至逆变电路， 以逆变生成交流电压为负载供电 ； 在满足整流电 路、 滤波电路、 逆变电路和负载均能稳定、 可靠运行的条件下， 确定纹波电压 V 的最大值， 作为第一阈值V1lim； 若检测出的纹波电压VV1lim， 则判定所述三相电源正常 ； 若检 测出的纹波电压 VV1lim， 则判定所述三相电源故障。 0009 为了判断三相电源的故障类型， 设计以下检测过程 ： 首先， 在三相电源连接整流电路的供电线路中串联熔断器 ； 设定第三阈值 V3lim， 所述 第三阈值 V3lim是在满足以下三个条件的情况下所对应的最大纹波电压值 ： 条件 1、 保证负载运行安全 ； 条件 2、 熔断器不。
14、熔断 ； 条件 3、 整流电路、 滤波电路和逆变电路中功率器件不损坏 ； 若检测出的纹波电压 V 满足条件 ： V1limV3lim， 则判定所述三相电源发生缺相故障。 0010 考虑到在三相电源发生相电压不平衡时， 若不平衡度较低， 还是能够满足后续电 路的安全运行的， 因此可以不做停机处理。基于该设计思想， 设定第二阈值 V2lim， 所述第 二阈值 V2lim是在满足以下三个条件的情况下所对应的最大纹波电压值 ： 条件 1、 保证负载运行安全 ； 条件 2、 熔断器不熔断 ； 条件 3、 满足整流电路、 滤波电路和逆变电路中功率器件的温升要求 ； 当检测出的纹波电压 V 满足条件 ： V。
15、1limV2lim时， 负载在 T1 时间内持续运行不会损坏 ； 当检测出的纹波电压 VV2lim且持续时间到达 T1 时， 认为相电压不平衡率已经达 到一个比较危险的情况， 应立即控制负载停止运行， 报相电压不平衡故障。 0012 优选的， 所述时间阈值 T1 优选在 3T10T 之间取值， 其中， T 为三相电源的周期， 直 流母线电压的采样频率至少为三相电源频率的 10 倍。 0013 进一步的， 设定时间阈值 T2， 所述时间阈值 T2 的设定原则是 ： 原则 1、 不发生误判 ； 原则 2、 当纹波电压 VV3lim时， 负载在 T2 时间内持续运行不会损坏 ； 当检测出的纹波电压 。
16、VV3lim且持续时间到达 T2 时， 认为三相电源出现缺相问题， 应立即控制负载停止运行， 报缺相故障。 0014 优选的， 所述时间阈值 T2 优选在 3T10T 之间取值， 其中， T 为三相电源的周期， 直 流母线电压的采样频率应至少为三相电源频率的 10 倍。 0015 作为三相电源瞬时断电故障的检测， 优选采用以下检测方法 ： 说 明 书 CN 103033769 A 5 3/8 页 6 若检测到的直流母线电压下降到 Udc.rms的 85% 以下时， 则判定所述三相电源发生瞬时 断电故障 ； 其中， Udc.rms为三相电源正常时直流母线电压的平均值。 0016 为了在三相电源发。
17、生相电压不平衡或者缺相故障时， 仍能够满足电控系统中直流 低压负载的供电需求， 当所述三相电源发生故障时， 控制整流输出的直流电源经由热敏电 阻传输至滤波电路进行滤波处理， 进而通过开关电源电路生成直流低压负载所需的低压直 流电源， 维持直流低压负载继续运行。 0017 与现有技术相比， 本发明的优点和积极效果是 ： 本发明的三相电源故障检测方法 能够对三相交流电源的缺相、 相电压不平衡以及瞬时断电等异常情况实现准确的检测， 并 对使用该三相电源进行供电的大功率负载实施快速的保护。 将所述三相电源故障检测方法 应用在变频负载的供电保护设计中， 可以有效保护变频负载以及负载驱动电路中的整流电 路。
18、和逆变电路， 减小由于电网异常造成变频负载和整流、 逆变电路损毁等问题发生的几率， 在显著提高产品可靠性的同时， 可以简化电路设计， 降低硬件成本。 0018 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后， 本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。 附图说明 0019 图 1 是变频压缩机驱动电路的原理框图 ； 图 2 是三相电源故障检测电路的一种实施例的电路原理图 ； 图 3 是三相电源在正常情况下， 其三相电压与所述三相电压经整流滤波变换后生成的 直流母线电压的波形图 ； 图 4 是三相电源在相电压不平衡情况下， 其三相电压与所述三相电压经整流滤波变换 后生成的直流母线电压的波形图 ； 图 5 。
19、是三相电源在缺相情况下， 其三相电压与所述三相电压经整流滤波变换后生成的 直流母线电压的波形图 ； 图 6 是三相电源在瞬时断电情况下， 其三相电压与所述三相电压经整流滤波变换后生 成的直流母线电压的波形图 ； 图 7 是本发明所提出的三相电源故障检测及保护方法的一种实施例的处理流程图。 具体实施方式 0020 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。 0021 本实施例为了对三相电源的缺相、 相电压不平衡以及瞬时断电等异常情况实现准 确地检测， 并在此基础上尽可能地简化硬件电路的设计， 提出了一种采用对三相电源进行 整流、 滤波变换， 以生成直流母线电压， 进而借助直流母线电压的纹。
20、波电压大小来判断三相 电源是否故障以及故障类型的检测技术。 0022 下面首先对本实施例所提出的三相电源故障检测技术所基于的理论基础进行具 体说明。 0023 在采用三相整流电路和滤波电路对三相电源进行整流、 滤波变换的过程中， 当三 相电源的三相电压正常时， 通过三相整流电路和滤波电路进行整流和滤波变换处理后生成 的直流母线电压 Udc 如图 3 所示。从理论分析和图 3 中可以看出 ： 当三相电压 Ua、 Ub、 Uc 正 说 明 书 CN 103033769 A 6 4/8 页 7 常时， 由其转换生成的直流母线电压 Udc 比较稳定， 即纹波电压 V1 比较小。 0024 当三相电源的。
21、相电压不平衡时， 例如相电压 Ua 低于其它两相相电压 Ub、 Uc 时， 由 于 Ua 的降低， 在一个周期内 Ua 大于 Ub 并大于 Uc 的时间段， 其整流后生成的整流电压也 比较低， 在滤波时导致滤波时间加长， 滤波压降变大， 直接造成滤波后生成的直流母线电压 Udc 的纹波电压 V2 变大， 参见图 4 所示。 0025 当三相电源出现缺相问题时， 例如相电压 Ua 缺失， 从图 5 所示的波形图中可以看 出 ： 在一个周期内没有 Ua 的时间段， 通过整流滤波电路转换生成的直流母线电压 Udc 会变 得非常低， 由此导致其纹波电压 V3 非常大。 0026 当三相电源发生瞬时断电。
22、情况时， 由于三相电压 Ua、 Ub、 Uc 同时消失， 导致通过整 流滤波电路转换输出的直流母线电压 Udc 迅速降低， 参见图 6 所示。 0027 通过以上分析不难发现 ： 当三相电源的三相电压出现不同类型的异常情况时， 其 整流、 滤波后生成的直流母线电压Udc也会随之发生变化， 即直流母线电压Udc的脉动纹波 出现不同程度的改变， 因此借助直流母线电压 Udc 的纹波电压大小， 可以间接地推导出输 入的三相电源是否出现故障， 进而对三相电源的异常情况实现准确的检测和判断。 0028 基于以上设计思路， 本实施例首先对用于实现上述三相电源故障检测技术所基于 的硬件电路的具体组建结构进行。
23、详细地阐述。 0029 参见图 2 所示， 本实施例的三相电源故障检测电路主要由整流电路、 滤波电路、 逆 变电路、 采样电路和控制器 DSC 等部分组成。其中， 所述整流电路是由六个二极管 D1D6 连 接而成的三相全桥整流电路， 交流侧连接外部的三相电源 Ua、 Ub、 Uc， 用于对三相电源进行 整流变换处理， 以生成直流电源输出至滤波电路。 所述滤波电路可以由六个电解电容E1E6 连接而成， 采用每两个电解电容串联然后并联的方式， 以提高滤波效果。即， 将每两个电解 电容串联形成一条串联支路， 三条串联支路分别并联在整流电路的直流侧， 且三条串联支 路的中间节点连接在一起。电解电容串联。
24、是为了提高其耐压能力， 由于三相额定 380V 交流 电压整流后的直流电压为 536V， 电解电容串联后每个电解电容承受的电压为 268V， 这样选 用耐压值为 400V 的电解电容就可以满足设计要求。电解电容并联是为了增加滤波电容的 容量， 提高滤波效果， 得到较为平滑的直流母线电压 Udc。由于滤波电路中电解电容 E1E6 呈现的阻性并不一致， 为了使得分配到每个电解电容 E1E6 的电压均衡， 本实施例在滤波 电路的输出侧并联了一个由两个阻值相等的平衡电阻 R2、 R5 串联而成的平衡电路。将两个 平衡电阻 R2、 R5 的中间节点与滤波电路中三条串联支路的中间节点连接在一起， 以起到平。
25、 衡的作用。将通过滤波电路输出的直流母线电压 Udc 传输至逆变电路， 进而在控制器 DSC 输出的 PWM 信号的控制作用下， 通过逆变电路将直流母线电压 Udc 逆变成交流负载所需的 交流电源， 输出至负载， 为负载供电。 0030 为了对输入到系统中的三相电源是否发生故障实现快速、 准确的检测， 本实施例 在滤波电路的输出侧并联采样电路， 用于对直流母线电压 Udc 进行采样， 以生成采样电压 输出至所述的控制器 DSC， 如图 2 所述。所述采样电路可以由多个分压电阻 R1、 R3、 R4、 R6 串联而成， 形成分压网络， 通过分压网络的其中一个分压节点 （例如分压电阻 R4、 R6。
26、 之间的 中间节点） 输出采样电压， 传输至所述的控制器 DSC。所述控制器 DSC 根据接收到的采样电 压计算出直流母线电压Udc， 进而根据一个电源周期内直流母线电压Udc的最大值Udc.max和 最小值 Udc.min计算出其纹波电压的大小， 进而根据所述纹波电压的大小判断三相电源是否 说 明 书 CN 103033769 A 7 5/8 页 8 故障， 并生成检测结果。 0031 所述控制器 DSC 在检测出三相电源发生故障时， 可以通过控制负载停机， 以确保 负载安全。 但是， 为了避免三相电源对系统中的其他电路造成损坏， 本实施例在整流电路连 接滤波电路的线路中串联开关电路， 以用。
27、于在三相电源发生故障时切断整流电路向滤波电 路的直接输出， 确保系统用电安全。 0032 参见图 2 所示， 在本实施例的开关电路中设置有继电器 RY1 和 NPN 型三极管 Q1。 将继电器 RY1 的活动触点 （例如常开触点） 串联在整流电路与滤波电路之间， 继电器 RY1 的 线圈一端连接直流电源 （例如 +12V 直流电源） ， 另一端连接 NPN 型三极管 Q1 的集电极， NPN 型三极管 Q1 的发射极接地， 基极连接控制器 DSC。当所述控制器 DSC 在检测出三相电源故 障时， 将输出至 NPN 型三极管 Q1 基极的控制信号 Ctrl 置为低电平， 控制三极管 Q1 截止，。
28、 切 断继电器RY1线圈的供电回路， 使继电器RY1的活动触点断开， 切断整流电路向滤波电路的 直接输出， 对系统电路实施保护。 0033 为了在三相电源发生相电压不平衡或者缺相故障时， 仍能为系统中的某些直流低 压供电负载提供电源供给， 维持其持续运行， 以完成报警提醒或者故障类型指示等任务， 本 实施例在所述继电器 RY1 的活动触点的两端并联热敏电阻 RZ1， 使通过整流电路输出的整 流电源经由热敏电阻RZ1传输至滤波电路， 利用热敏电阻RZ1的限流作用， 限制系统中的电 流大小， 进而在确保系统电路安全的同时， 可以将通过滤波电路输出的直流电源传输至开 关电源， 进而利用开关电源转换生。
29、成低压直流电源， 为系统中需要运行的直流低压供电负 载 （例如控制器 DSC） 提供其所需的工作电源。 0034 在本实施例中， 在所述整流电路连接三相电源的电源传输线路中还可以进一步串 联熔断器， 可以在三条相电源传输线路 Ua、 Ub、 Uc 中各自串联一个熔断器， 也可以仅选择在 两条相电源传输线路中分别串联一个熔断器 F1、 F2， 如图 2 所示， 以便在系统电路出现短路 故障时， 能够立即切断外部的三相电源， 避免故障的进一步扩大。 0035 基于上述硬件电路结构， 下面对本实施例所提出的三相电源的故障检测方法进行 详细说明。 0036 本实施例的三相电源故障检测方法需要将三相电源。
30、通过整流电路和滤波电路进 行整流、 滤波变换处理后， 生成直流母线电压 Udc， 进而通过检测直流母线电压 Udc 的纹波 电压大小， 来判断出三相电源是否故障。出于这种设计思路， 在三相变频空调器的应用中， 由于其室外机中变频压缩机的驱动电路即是由整流电路、 滤波电路、 逆变电路组建而成的， 因此在现有的三相变频空调器中或者其他需要采用相同驱动电路组建形式的用电设备中 应用本实施例所提出的三相电源故障检测方法， 显然是最经济和最实用的。 0037 下面以三相变频空调器为例， 结合图 7， 对所述三相电源故障检测方法的具体检测 过程进行阐述。 0038 S701、 对三相电源进行整流、 滤波变。
31、换处理， 生成直流母线电压 Udc。 0039 S702、 对直流母线电压 Udc 进行采样， 以计算出纹波电压 V 的大小 ； 在本实施例中， 对于直流母线电压 Udc 的采样频率问题， 根据香龙定律 ： 采样频率是被 采样信号最高频率的两倍以上就可以确保波形复原。 但是， 为了更好地还原数据， 本实施例 将直流母线电压 Udc 的采样频率设计为三相电源频率的 10 倍甚至以上。 0040 以线电压为 380V、 频率为 50Hz 的三相交流电源为例， 则采样频率优选设定在 说 明 书 CN 103033769 A 8 6/8 页 9 500Hz 以上， 对应的采样周期在 2ms 以下。作为。
32、本实施例的一种优选设计方案， 优选设定采 样周期为 0.5ms 或者 1ms， 在保证信号不误检的同时， 可以避免控制器频繁进行检测、 计算， 导致控制器工作量的过分加大。 0041 按照设定的采样频率采集直流母线电压Udc的幅值， 在一个电源周期T内 （对于频 率为 50Hz 的三相交流电源来说， 20ms 即为一个电源周期） 记录检测出的直流母线电压 Udc 的最大值 Udc.max和最小值 Udc.min， 通过计算最大值 Udc.max和最小值 Udc.min之差， 确定纹波电压 V 的大小， 即 V=Udc.max-Udc.min。 0042 S703、 若检测出的直流母线电压 Ud。
33、c 下降到 Udc.rms*85% 以下， 所述 Udc.rms为三相电 源正常时所对应的直流母线电压 Udc 的平均值， 则判定输入的三相电源发生瞬时断电故 障 ； 否则， 执行后续步骤。 0043 由于在滤波电路的电解电容中储存着大量的能量， 当三相电源在断电瞬间， 电解 电容中存在的能量急剧下降， 逆变电路在低电压工作时， 会由于电压低造成其工作不稳定， 进而烧坏逆变电路中的功率管， 所以非常有必要检测瞬时停电情况。 0044 在本实施例中， 为了确保瞬时断电故障检测的准确性， 设定时间阈值 T3， 在控制器 检测到Udc下降到Udc.rms的85%以下时， 并在紧接下来的T3时间内检测。
34、到直流母线电压Udc 始终低于 Udc.rms的 85%， 则认为三相电源发生瞬时断电故障， 如图 6 所示。此时， 控制器直接 控制负载停止运行， 报三相电源瞬时断电故障。 0045 在本实施例中， 所述时间阈值 T3 的设定原则是 ： 原则 1、 保证不发生误判 ； 原则 2、 当 UdcV1lim， 则判定输入的三相电源故 障， 执行后续步骤， 以进一步判断故障类型。 0048 所述第一阈值 V1lim的确定原则可以是 ： 在满足整流电路、 滤波电路、 逆变电路 和负载均能长时间稳定、 可靠运行的条件下， 所对应的纹波电压 V 的最大值。 0049 在本实施例中， 所述第一阈值 V1li。
35、m的设定原则优选考虑以下需求 ： （1） 能够保证交流负载 （例如空调器中的变频压缩机） 长时间稳定、 可靠运行 ； （2） 能够满足熔断器长时间运行的要求 ； （3） 能够满足整流电路、 滤波电路以及逆变电路中功率器件的温升要求。 0050 将满足上述三方面要求所对应的纹波电压 V 的最大值作为所述的第一阈值 V1lim， 可以提高故障检测的准确性。 0051 S705、 设定第二阈值 V2lim， 将纹波电压 V 与第二阈值 V2lim进行比较， 若 V1limV2lim时， 在紧接下来的 T1 时间内继续对直流母线电压 Udc 进行检测， 若 V 始终大于 V2lim， 则认 为相电源不。
36、平衡率达到了一个比较危险的情况， 应该立即停止负载运行， 报三相电源不平 衡故障。 0059 所述 T1 为时间阈值， 所述时间阈值 T1 的设定原则可以是 ： 原则 1、 保证不发生误判， 即不受尖峰干扰脉冲的影响， 能够真实反映出纹波电压 V 的大小 ； 原则 2、 当纹波电压 VV2lim时， 保证负载在 T1 时间内持续运行不会损坏 ； 原则 3、 保证负载在 T1 时间内运行时， 熔断器不熔断。 0060 作为本实施例的一种优选设计方案， 所述时间阈值T1优选在3T10T之间取值。 例 如 ： T1=5*T， 即 5 个三相电源周期 T， 当控制器检测到纹波电压 VV2lim， 并持。
37、续 5 个电源 周期检测出的纹波电压 V 均大于 V2lim， 则直接控制负载停止运行， 报相电压不平衡故 障。 0061 S707、 若检测出的纹波电压 VV3lim， 则判定输入的三相电源发生缺相故障。 0062 为了确保纹波电压 V 检测的准确性和可靠性， 在控制器检测到 VV3lim时， 在紧接下来的 T2 时间内继续对直流母线电压 Udc 进行检测， 若计算出的 V 始终大于 说 明 书 CN 103033769 A 10 8/8 页 11 V3lim， 则认为三相电源发生缺相故障， 如图 5 所示。此时， 控制器直接控制负载停止运行， 报三相电源缺相故障。 0063 在本实施例中，。
38、 所述 T2 为时间阈值， 所述时间阈值 T2 的设定原则是 ： 原则 1、 保证不发生误判 ； 原则 2、 当纹波电压 VV3lim时， 保证负载在 T2 时间内持续运行不会损坏 ； 原则 3、 保证负载在 T2 时间内运行时， 熔断器不熔断。 0064 作为本实施例的一种优选设计方案， 所述时间阈值T2优选在3T10T之间取值， 例 如5个三相电源周期T， 即在控制器检测到纹波电压VV3lim时， 并持续5个电源周期检 测出的纹波电压 V 均大于 V3lim， 则通过控制器直接控制负载停止运行， 并报三相电源 缺相故障。 0065 针对上述三相电源的故障检测方法， 本实施例通过一个具体的实。
39、例进行说明如 下 ： 假设输入到变频空调器中的三相电源为线电压为 380V、 频率为 50Hz 的三相交流电源， 则三相电源的周期 T=20ms。设定采样周期 t=0.5ms， V1lim=10V， V2lim=20V， V3lim=55V， 时间阈值 T1=T2=5T， T3=5t， 则控制器每 0.5ms 检测一次直流母线电压 Udc， 在 20ms 的电源 周期内记录检出的直流母线电压 Udc 的最大值和最小值， 进而计算出纹波电压 V ； 当在系统中使用了相电压不平衡率检测技术时， 若 10V20V 时， 并在持续 5 个电源周期 T 均检测到的 V20V， 则控制器直接控 制压缩机停。
40、止运转， 报相电压不平衡故障 ； 当检测到 V55V 时， 并在持续 5 个电源周期 T 均检测到的 V55V， 则控制器直接控 制压缩机停机， 报相电压缺相故障 ； 当检测到直流母线电压Udc降低到Udc.rms*85%以下时， 且在5个采样周期内5次检出直 流母线电压 Udc 均在 Udc.rms的 85% 以下， 则控制压缩机停止运行， 并报三相电源瞬时断电故 障。 0066 当然， 本发明所提出的三相电源故障检测技术同样也适用于除变频空调器以外的 其他需要三相电源供电的负载设备中。 0067 应当指出的是， 以上所述仅是本发明的一种优选实施方式， 对于本技术领域的普 通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和 润饰也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103033769 A 11 1/3 页 12 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103033769 A 12 2/3 页 13 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103033769 A 13 3/3 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 103033769 A 14 。