[发明专利]电磁感应线圈的短路检测

说明书

一种设备(10，20)包括至少一个电磁感应线圈(Lp1‑Lpx)、以及用于检测该至少一个电磁感应线圈中的短路的检测装置(12，22)。该检测装置包括独立于该至少一个电磁感应线圈的检测线圈(Ls1‑Lsx)、以及耦合到该检测线圈的检测电路(121)。该检测线圈(Ls1‑Lsx)被布置为使得该检测线圈以电感方式耦合到该至少一个电磁感应线圈(Lp1‑Lpx)。该检测电路(121)被配置为驱动该检测线圈(Ls1‑Lsx)，以便在该至少一个电磁感应线圈(Lp1‑Lpx)中感应出电流。该检测电路被配置为确定由该电流在该检测线圈(Ls1‑Lsx)中感应出的电信号的频率。

技术领域

本发明涉及一种设备，该设备包括用于检测电磁感应线圈的短路的短路检测装置。本发明基本上可以用于任何应用，比如马达(旋转和线性)、变压器或电感器。

背景技术

US 3863109描述了一种借助于附加感测线圈或霍尔装置来检测短路的方法。通过将次级线圈或霍尔装置用于短路检测，由分开的低压侧检测高压侧的短路。一个缺点是初级线圈需要处于活动状态/携带电流，以便用次级线圈或霍尔装置检测短路。

JP 2013061310 A和JP 2011252752 A描述了一种检测变压器中的短路的方法，该方法通过在变压器的初级绕组开路时测量在位于变压器的第一谐振频率附近的单一频率下次级绕组的传递函数的增益来检测短路。这种途径的缺点是需要了解变压器的谐振频率。另外的缺点是在变压器的谐振频率附近传递函数严重受到绕组之间的寄生电容的影响。

发明内容

在一些关键的应用中，期望能够检测电磁感应线圈的短路而无需直接驱动该线圈。因此，本发明的目的是提供一种设备，该设备包括用于检测该设备的电磁感应线圈的短路的检测装置，这允许该设备更安全的操作。

本发明的另外的目的是提供一种复杂度降低和/或硬件更少的用于检测电磁感应线圈的短路的设备。本发明的目的还在于提供这样的设备，该设备允许以更高的可靠性检测电磁感应线圈的短路、并且可能允许辨别不同类型的短路。

因此，根据本发明，提供了一种如所附权利要求中阐述的设备。该设备包括至少一个电磁感应线圈、以及用于检测该至少一个电磁感应线圈中的短路的检测装置。该检测装置包括独立于该至少一个电磁感应线圈的检测线圈、以及耦合到该检测线圈的检测电路。该检测线圈被布置为使得该检测线圈以电感方式耦合到该至少一个电磁感应线圈。有利地，该检测线圈被相对于该至少一个电磁感应线圈布置成使得该至少一个电磁感应线圈中的短路造成该检测线圈的电感的变化。该检测电路被配置为驱动该检测线圈，以便在该至少一个电磁感应线圈中感应出电流。

根据本发明，检测的原理是基于由于该至少一个电磁感应线圈中的短路而使该检测线圈的电感发生变化。取决于形成短路的匝数，电感的变化将不同，从而有利地提供了通过检测装置区分不同类型短路的可能性。

利用上述检测电路，在该至少一个电磁感应线圈被禁用且不操作的情况下检测短路变为可能。这增加了安全性。因此，由于电磁感应线圈和检测线圈二者都具有独立的电路，因此不需要必须驱动该至少一个电磁感应线圈以能够检测其中的短路。有利地，该至少一个电磁感应线圈与电源断开，并且有利地在检测期间由该检测电路形成开路。该检测电路有利地被配置为检测从该至少一个电磁感应线圈的开路配置到该至少一个电磁感应线圈的一个或多个绕组的短路的变化。

具有分开的电路且该电路包括用于检测该至少一个电磁感应线圈中的短路的检测线圈的第二个优点是，在高电压与低电压之间分开的能力。检测电路可以用低压源供电，并且有利地不需要跨过高压屏障以便检测该至少一个(高压)电磁感应线圈中的短路，这进一步增加了安全性并降低了成本，因为该检测电路可以由低压部件制成。该至少一个电磁感应线圈和检测线圈可以被视为隔离变压器，并且检测线圈和检测电路可以完全位于低压侧。

有利地，该至少一个电磁感应线圈与检测线圈之间的绕组比被选择为使得在该至少一个电磁感应线圈的操作期间在该检测线圈中感应出的电压为60V或更小。通过这样做，检测装置保持在低压处，没有危害或伤害的风险。