[发明专利]三相PWM整流电路的缺相故障检测方法和检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及三相PWM整流电路的缺相故障检测方法和检测装置。

背景技术

三相PWM整流电路在工业及新能源发电领域有着广泛的应用。在矿山、油田、港口 等工业现场需要应用大功率四象限变频器，而如今的四象限变频器大多应用三相PWM整流 技术；在风力发电、太阳能发电等领域，三相PWM整流电路也是其中重要的技术环节。这些应 用领域中都需要对缺相故障进行快速、准确定位并报警，因而要求三相PWM整流电路具备缺 相故障检测及报警停机的能力。

目前三相PWM整流电路中的缺相故障检测大多沿用传统变频器和电力系统的方 法，这些方法基本分为两类:直接相电压检测法；间接检测法。

直接相电压检测法具有检测直接、故障定位准确的优点。其中最具代表性的即为 传统变频器所采用的高阻隔离整流法。该方法通过整流桥将三相交流电整流为直流电压， 三相交流电正常和缺相故障时，整流后的直流电压值将不同，根据该直流电压值的大小即 可判断缺相故障是否发生。然而三相PWM整流电路中，由于直流侧电容的储能作用，在缺相 故障发生时，直流母线电压将维持短时恒定，根据三相PWM整流电路的工作原理易知，该恒 定的直流母线电压将会被逆变为三相交流电压施加于三相PWM整流电路的交流输入端，且 逆变而来的三相交流电压与原电网电压只有细微的相角与幅值差异，易造成电网未发生缺 相故障的假象。

因此在三相PWM整流电路中，包括高阻隔离整流法在内的所有直接相电压检测法 都无法有效的对缺相故障进行检测。

间接检测法主要是通过对三相PWM整流电路的直流母线纹波电压和交流输入电流 检测，当检测到纹波电压较高，且某相交流输入电流为零时，即可判断缺相故障发生。但是 由于直流母线电压的纹波电压幅值较低，很难准确检测，同时相电流为零时，检测电路的干 扰很难排除，所以间接检测法的检测精度较低，且误报率较高。

针对直接相电压检测法在三相PWM整流电路中检测失效，间接检测法检测精度较 低，误报率较高的技术现状，本发明提供一种检测方法和利用该方法的检测装置，该检测方 法可在保证三相PWM整流电路正常工作情况下，采用各种直接相电压检测法，有效避免传统 直接相电压检测法在三相PWM整流电路失效的缺点，从而快速、准确定位缺相故障并报警。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的第一技术方案为一种三相PWM整流电路的缺相故障 检测方法，其特征在于包括以下步骤，进入PWM中断后，

步骤1，设定中断周期T_P，清零计数器T₁、T₂、T₃，

步骤2，采样直流母线电压、三相输入电流，得到采样信号序列计数器T₁、T₂的计数值增加1，

步骤3，将三相输入电流输入电流控制环(32)，进行电流PI调节，

步骤4，判断T₁＝k₁T_P是否成立，如成立执行步骤5，如不成立，进入步骤6，其中，k₁为决定电压控制环(31)控制周期的系数,

步骤5，将直流母线电压输入电压控制环(31)，进行电压调节，同时计数器T₁清零,

步骤6，判断T₂≥k₂T_P是否成立，如成立，执行步骤7，如不成立，进入步骤9，其中系 数k₂为决定PWM整流电路(2)封锁周期系数，

步骤7，对PWM整流电路(2)的功率开关执行封锁操作，同时计数器T₃的计数值加1，

步骤8，进行缺相判断，

步骤9，判断T₃＝k₃T_P是否成立，如成立，进入步骤10，如不成立，出PWM中断，执行主 程序循环代码，等待进入下次PWM中断，其中，k₃为决定PWM整流电路(2)封锁时长的系数，根 据缺相检测所需要的时长确定，

步骤10，执行PWM整流电路(2)功率开关解除封锁操作，出PWM中断，执行主程序循 环代码，等待进入下次PWM中断。