CN109596923A - 变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器。其中，变频器母线电容在线检测装置包括直流电源电路，检测电容，检测电阻，峰值检测电路以及用于连接变频器的控制器。直流电源电路可为变频器的母线电容充电；检测电容和检测电阻串接后并联在母线电容两端；峰值检测电路分别连接检测电容和检测电阻，获取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并将峰值信号传输给控制器。控制器基于峰值信号得到母线电容的内阻。通过母线电容的内阻变化，可更精确地判断母线电容的老化情况；基于此，变频器可诊断毫欧级别的母线电容的内阻，使得老化测试更为准确。同时，在线检测内阻的诊断过程可自动进行，无需人工干预，提高测试的效率。

Description

变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器

技术领域

本申请涉及变频器技术领域，特别是涉及一种变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器。

背景技术

变频器的母线电容会随着时间逐渐老化，表现为电容容量下降、电容的漏电流增大以及电容的内阻增大。母线电容的最终失效会导致变频器停机甚至损坏其他器件，因此通过诊断母线电容的电容容量或漏电流或其内阻可判断出电容的老化情况，从而避免电容损坏。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：利用电桥测量电容的内阻判断电容的老化情况需要拆卸母线电容，而且需要检测人员现场操作，费时费力。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术检测变频器母线电容需要现场操作，费时费力的问题，提供一种变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种变频器母线电容在线检测装置，包括：直流电源电路，检测电容，检测电阻，峰值检测电路以及用于连接变频器的控制器。

直流电源电路的第一电极分别连接变频器的母线电容的第一端、检测电容的第一端；直流电源电路的第二电极分别连接母线电容的第二端、检测电阻的第一端；检测电容的第二端分别连接检测电阻的第二端、峰值检测电路的第一端；峰值检测电路的第二端连接检测电阻的第一端，峰值检测电路的第三端连接控制器。控制器分别连接直流电源电路的控制端，变频器的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模组以及变频器的三相电源开关。

峰值检测电路基于检测电容和检测电阻，获取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并将峰值信号传输给控制器；控制器基于峰值信号得到母线电容的内阻。

在其中一个实施例中，直流电源电路包括直流电源以及充电开关。直流电源的第一电极通过充电开关分别连接母线电容的第一端、检测电容的第一端，直流电源的第二电极分别连接母线电容的第二端、检测电阻的第一端。控制器还用于分别控制充电开关、IGBT模组以及三相电源开关的通断。

在其中一个实施例中，直流电源电路还包括充电电阻。

直流电源的第一电极通过充电电阻连接充电开关。

或者，直流电源的第二电极通过充电电阻分别连接母线电容的第二端、检测电阻的第一端。

在其中一个实施例中，还包括隔离电路；峰值检测电路的第三端通过隔离电路连接控制器。

另一方面，本申请实施例还提供了一种基于上述的变频器母线电容在线检测装置的方法，包括：

控制IGBT模组以及三相电源开关断开。

在母线电容的电压低于预设电压时，控制直流电源电路给母线电容充电，并在母线电容的电压达到预设电压时，停止直流电源电路的充电。

控制IGBT模组中任一相的桥臂导通，以使母线电容通过IGBT模组放电。

基于峰值检测电路在桥臂导通时、获取到的峰值信号，得到母线电容的内阻。

在其中一个实施例中，基于峰值检测电路在桥臂导通时、获取到的峰值信号，得到母线电容的内阻的步骤包括：

根据峰值信号，得到IGBT模组的导通饱和电压降。

处理导通饱和电压降，得到瞬态电流。

根据峰值信号和瞬态电流，得到内阻。

在其中一个实施例中，根据峰值信号，得到IGBT模组的导通饱和电压降的步骤包括：

将预设电压和峰值信号求差，得到导通饱和电压降。

在其中一个实施例中，处理导通饱和电压降，得到瞬态电流的步骤包括：

基于导通饱和电压降，在预设电压电流关系表中查询得到瞬态电流。

或者，基于导通饱和电压降，在预设IGBT电压电流曲线中拟合，得到瞬态电流。

或者，基于导通饱和电压降以及关系式，得到瞬态电流；其中，关系式为拟合预设IGBT电压电流曲线得到。

在其中一个实施例中，根据峰值信号和瞬态电流，得到内阻的步骤包括：

基于峰值信号和瞬态电流的比值，得到内阻。

在其中一个实施例中，还提供一种变频器，包括三相电源开关，整流器，母线电容，IGBT模组以及如上述的变频器母线电容在线检测装置。

三相电源开关的输入端用于连接三相电源，三相电源开关的输出端连接整流器的输入端；整流器的第一电极分别连接母线电容的第一端、IGBT模组的第一端，整流器的第二电极分别连接母线电容的第二端、IGBT模组的第二端。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

变频器母线电容在线检测装置，包括直流电源电路，检测电容，检测电阻，峰值检测电路以及用于连接变频器的控制器。直流电源电路可为变频器的母线电容充电；检测电容和检测电阻串接后并联在母线电容两端；峰值检测电路分别连接检测电容和检测电阻，获取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并将峰值信号传输给控制器。控制器基于峰值信号得到母线电容的内阻。通过母线电容的内阻变化，可更精确地判断母线电容的老化情况；基于此，变频器可诊断毫欧级别的母线电容的内阻，使得老化测试更为准确。同时，在线检测内阻的诊断过程可自动进行，无需人工干预，提高测试的效率。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中变频器母线电容在线检测装置的第一示意性结构图；

图2为一个实施例中变频器母线电容在线检测装置的第二示意性结构图；

图3为一个实施例中变频器母线电容在线检测装置的第三示意性结构图；

图4为一个实施例中变频器母线电容在线检测方法的第一示意性流程图；

图5为一个实施例中变频器母线电容在线检测方法的第二示意性流程图；

图6为一个实施例中变频器母线电容在线检测方法的第三示意性流程图；

图7为一个实施例中变频器的第一示意性结构图；

图8为一个实施例中变频器的第二示意性结构图；

图9为一个实施例中变频器母线电容内阻的在线检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“控制”、“第一端”、“第二端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元和微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT模组的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。变频器可包括三相电源开关、母线电容以及IGBT模组。其中，三相电源开关可用于控制三相输入电源的接通或断开。母线电容可用于滤波，具体地，可将整流电路的输出电压平波，将交流分量减小到最小。IGBT模组可用于将直流电转换为驱动电机的交流电。

传统技术通过母线电容的充放电时间而得到电容容量，进而判断变频器的母线电容的老化情况。而在变频器的使用过程中，随着母线电容的老化，电容的内阻变化率远大于电容容量的变化率，因此，传统技术对母线电容的老化测试并不精确，且需要人工干预，存在母线电容诊断难的问题。

为此，在一个实施例中，提供一种变频器母线电容在线检测装置，如图1所示，图1为一个实施例中变频器母线电容在线检测装置的第一示意性结构图，包括：直流电源电路，检测电容，检测电阻，峰值检测电路以及用于连接变频器的控制器。

直流电源电路的第一电极分别连接变频器的母线电容的第一端、检测电容的第一端；直流电源电路的第二电极分别连接母线电容的第二端、检测电阻的第一端；检测电容的第二端分别连接检测电阻的第二端、峰值检测电路的第一端；峰值检测电路的第二端连接检测电阻的第一端，峰值检测电路的第三端连接控制器。控制器分别连接直流电源电路的控制端，变频器的IGBT模组以及变频器的三相电源开关。

峰值检测电路基于检测电容和检测电阻，获取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并将峰值信号传输给控制器；控制器基于峰值信号得到母线电容的内阻。

具体而言，直流电源电路并联在母线电容两端，可用于在母线电容内阻检测时，提供标准的直流电压。检测电容的第一端连接母线电容的第一端，第二端连接检测电阻的第二端；检测电阻的第一端连接母线电容的第二端；即，检测电容与检测电阻串接后并联与母线电容的两端。

峰值检测电路的第一端分别连接检测电容的第二端、检测电阻的第二端，第二端连接检测电阻的第一端，第三端连接控制器。即，峰值检测电路的第一端和第二端与检测电阻并联。控制器分别连接直流电源电路的控制端、IGBT模组以及三相电源开关。

检测电容和检测电阻提取母线电容的电压瞬态变化量，峰值检测电路基于电压瞬态变化量获取峰值信号，并将峰值信号传输给控制器。控制器基于峰值检测电路传输的峰值信号，可得到母线电容的内阻。

需要说明的是，IGBT模组可在检测母线电容内阻时作为瞬态负载。具体地，IGBT模组包括U相桥臂、V相桥臂以及W相桥臂。其中，U相桥臂可包括U相上桥臂和U相下桥臂；V相桥臂可包括V相上桥臂和V相下桥臂；W相桥臂可包括W相上桥臂和W相下桥臂。在一个具体的示例中，U相桥臂包括两个IGBT，V相桥臂包括两个IGBT，W相桥臂包括两个IGBT。

直流电源电路可用于为母线电容充电，以使母线电容达到预设电压，满足内阻的在线测试。具体地，直流电源电路可由直流电源供电、电池供电或三相电转换供电等，在此不做限制；可选地，直流电源电路可为母线电容提供3V(伏特)、5V或10V等电压，在此不做限制。

检测电容和检测电阻可用于提取母线电容的电压瞬态变化量，同时，还可用于隔离母线电压。具体地，前置的检测电容和检测电阻可将正常运行时的母线电压隔离，并且在母线电容内阻检测时提取母线电容的电压瞬态变化量。可选地，检测电阻可为预设阻值的负载，检测电容可为预设容值的充放电器件。

峰值检测电路可用于对输入信号的峰值进行提取，例如，用于提取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号。具体地，峰值检测电路可主要由电容器、二极管、运算放大器以及复位开关组成，其具体实施方式有多种，在此不做限制。

控制器可用于分别控制直流电源电路、IGBT模组以及三相电源开关的接通或断开；同时，还可用于根据反馈的母线电容的峰值信号，获取母线电容的内阻值。具体地，控制器可由单片机、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)或FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等器件实现，在此不做限制。

本申请实施例中，控制器可控制变频器停止输出并切断三相输入电源；直流电源电路可基于控制器的指令为变频器的母线电容充电；检测电容和检测电阻串接后并联在母线电容两端；峰值检测电路分别连接检测电容和检测电阻，获取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并将峰值信号传输给控制器；控制器基于峰值信号得到母线电容的内阻。通过母线电容的内阻变化，可更精确地判断母线电容的老化情况；基于此，变频器可诊断毫欧级别的母线电容的内阻，使得老化测试更为准确。同时，在线检测内阻的诊断过程可自动进行，无需人工干预，也无需拆卸母线电容，提高测试的效率。此外，本申请实施例可设置变频器中，

在一个实施例中，如图2所示，图2为一个实施例中变频器母线电容在线检测装置的第二示意性结构图，直流电源电路包括直流电源以及充电开关。直流电源的第一电极通过充电开关分别连接母线电容的第一端、检测电容的第一端，直流电源的第二电极分别连接母线电容的第二端、检测电阻的第一端。控制器还用于分别控制充电开关、IGBT模组以及三相电源开关的通断。

具体而言，直流电源电路可包括直流电源和充电开关。直流电源通过充电开关连接母线电容。直流电源可用于提供为母线电容充电提供预设电压；充电开关可用于接通或断开直流电源，控制母线电容的充电或停止充电。

需要说明的是，控制器可分别控制充电开关、IGBT模组以及三相电源开关的导通或断开；具体地，控制器可基于充电开关控制直流电源为母线电容充电，可控制IGBT模组中的任一相的桥臂导通，还可基于三相电源开关控制三相输入电源接入或断开。可选地，控制器可通过继电器、接触器或开关管等方式控制充电开关的通断，在此不做具体限定。

本申请实施例采用直流电源，便于为母线电容提供预设电压；可根据实际需求，设置预设电压以及直流电源电路的电压供给。控制器可获取预设电压和/或直流电源电路提供的充电电压。

在一个实施例中，如图2所示，直流电源电路还包括充电电阻。

直流电源的第一电极通过充电电阻连接充电开关。

或者，直流电源的第二电极通过充电电阻分别连接母线电容的第二端、检测电阻的第一端。

具体而言，直流电源电路还包括充电电阻；直流电源通过充电电阻连接母线电容。

需要说明的是，充电电阻可用于限制直流电源接通时的充电电流，避免电流过载对变频器或在线测试装置的损坏，提高安全性。

在一个实施例中，如图3所示，图3为一个实施例中变频器母线电容在线检测装置的第三示意性结构图，还包括隔离电路；峰值检测电路的第三端通过隔离电路连接控制器。

具体而言，变频器母线电容在线检测装置还可包括隔离电路；隔离电路连接在峰值检测电路和控制器之间。

需要说明的是，隔离电路可用于将峰值信号转换为与控制器具有相同参考地的信号，能够对高压和低压进行隔离，提高检测装置的安全性。具体地，隔离电路可基于线性光耦，实现高低压的隔离以及信号转换。应该注意的是，隔离电路的具体实施方式有多种，在此不做限制。

在一个实施例中，提供一种基于上述的变频器母线电容在线检测装置的方法，如图4所示，图4为一个实施例中变频器母线电容在线检测方法的第一示意性流程图，包括：

步骤S110，控制IGBT模组以及三相电源开关断开。

具体而言，控制器控制IGBT模组中三相桥臂断开，停止变频器的输出，并且断开三相电源开关，切断三相输入电源。具体地，控制器可控制U、V、W三相的IGBT保持断开状态。

步骤S120，在母线电容的电压低于预设电压时，控制直流电源电路给母线电容充电，并在母线电容的电压达到预设电压时，停止直流电源电路的充电。

具体而言，控制器待母线电容的电压低于预设电压时，接通直流电源电路，给母线电容充电，以使母线电容的电压达到预设电压。控制器在母线电容充电至预设电压时，断开直流电源电路以停止充电。

需要说明的是，预设电压可根据实际需求进行设置，比如5V，3V，10V等，在此不做限制；同时，预设电压还可为直流电源电路提供的电压。控制器中可提前输入该预设电压，或者通过直流电源电路获取该预设电压。

步骤S130，控制IGBT模组中任一相的桥臂导通，以使母线电容通过IGBT模组放电。

具体而言，控制器在母线电容充电至预设电压且断开直流电源电路后，接通IGBT模组中任一相的桥臂导通；母线电容可通过IGBT模组中导通的桥臂放电。具体地，控制器可接通或断开U相上、下桥臂，也可接通或断开V相上、下桥臂，或者是接通或断开W相上、下桥臂。

步骤S140，基于峰值检测电路在桥臂导通时、获取到的峰值信号，得到母线电容的内阻。

具体而言，峰值检测电路在IGBT桥臂导通时，获取母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并传输给控制器。控制器基于峰值信号进行处理，可得到母线电容的内阻。

本申请实施例中，控制器可控制变频器的输出、变频器与三相输入电源的通断以及IGBT模组内任一相的通断，还可控制直流电源电路给母线电容充电，通过峰值检测电路采集母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号。基于此，控制器可在线检测变频器的母线电容的内阻，精确测试母线电容的老化程度，并且老化测试过程可由控制器自动运行，避免母线电容的拆卸，提高测试的效率和可靠性。

在一个实施例中，如图5所示，图5为一个实施例中变频器母线电容在线检测方法的第二示意性流程图，基于峰值检测电路在桥臂导通时、获取到的峰值信号，得到母线电容的内阻的步骤包括：

步骤S142，根据峰值信号，得到IGBT模组的导通饱和电压降。

步骤S144，处理导通饱和电压降，得到瞬态电流。

步骤S148，根据峰值信号和瞬态电流，得到内阻。

具体而言，控制器可根据母线电容在IGBT导通时的电压瞬态变化量的峰值信号，处理得到此时IGBT模组的导通饱和电压降。进一步地，控制器处理此时IGBT的导通饱和电压降，可得到IGBT导通时刻的瞬态电流。控制器根据的母线电容的峰值信号以及IGBT导通时的瞬态电流，可处理得到母线电容的内阻。

本申请实施例基于峰值信号、导通饱和电压降和瞬态电流，可快速得到母线电容的内阻。

在一个实施例中，如图6所示，图6为一个实施例中变频器母线电容在线检测方法的第三示意性流程图，根据峰值信号，得到IGBT模组的导通饱和电压降的步骤包括：

步骤S143，将预设电压和峰值信号求差，得到导通饱和电压降。

具体而言，IGBT模组的导通饱和电压降由预设电压与IGBT导通时的母线电容的峰值信号求差得到。

需要说明的是，控制器可对预设电压和峰值信号求差，并将求差的结果确认为导通饱和电压降，也可采用优化系数对求差的结果进行优化，并将优化后的结果确认为导通饱和电压降。

在一个实施例中，处理导通饱和电压降，得到瞬态电流的步骤包括：

基于导通饱和电压降，在预设IGBT电压电流曲线中拟合，得到瞬态电流。或者，基于导通饱和电压降以及关系式，得到瞬态电流；其中，关系式为拟合预设IGBT电压电流曲线得到。

具体而言，对于IGBT导通时刻的瞬态电流，控制器可在预设IGBT电压电流曲线中拟合，得到导通饱和电压降对应的瞬态电流；同时，可采用导通饱和电压降和关系式进行处理得到。其中，关系式可为根据预设IGBT电压电流曲线进行拟合得到的关系式；具体地，预设IGBT电压电流曲线可为IGBT数据手册的导通电压与导通电流的关系曲线；关系式可根据IGBT数据手册的导通电压与导通电流的关系曲线拟合得到。

需要说明的是，控制器可存储关系式，并基于关系式对导通饱和电压降进行处理，得到瞬态电流。其中，关系式还可包括优化参数，可用于提高瞬态电流的精度。

在一个实施例中，如图6所示，处理导通饱和电压降，得到瞬态电流的步骤包括：

步骤S145，基于导通饱和电压降，在预设电压电流关系表中查询得到所瞬态电流。

具体而言，针对IGBT导通时刻的瞬态电流，控制器还可通过在预设电压电流关系表查询导通饱和电压降对应的电流，并将该电流确认为瞬态电流；同时，控制器也可对该电流进行优化，将优化后的结果确认为瞬态电流。

需要说明的是，预设电压电流关系表可为预先建立的导通电压与导通电流关系表。具体地，导通电压与导通电流关系表的导通电压的精度可为0.01V、0.02V或0.05V，在此不做限制。控制器可根据实际需求，设置相应精度的预设电压电流关系表，以便提高处理效率。

在一个实施例中，如图6所示，根据峰值信号和瞬态电流，得到内阻的步骤包括：

步骤S149，基于峰值信号和瞬态电流的比值，得到内阻。

具体而言，控制器可将峰值信号与瞬态电流的比值确认为内阻，也可采用优化系数对比值进行优化，并将优化的结果作为内阻。具体地，母线电容的内阻可等于母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号除以IGBT导通时的瞬态电流。

本申请实施例中，控制器可诊断毫欧级别的变频器母线电容的内阻，通过母线电容的内阻变化判断母线电容的老化情况更精确；同时，诊断过程自动进行，无需人工干预，提高测试效率。

应该理解的是，虽然图4至6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4至6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供一种变频器，如图7所示，图7为一个实施例中变频器的第一示意性结构图，包括三相电源开关，整流器，母线电容，IGBT模组以及如上述的变频器母线电容在线检测装置。

三相电源开关的输入端用于连接三相电源，三相电源开关的输出端连接整流器的输入端；整流器的第一电极分别连接母线电容的第一端、IGBT模组的第一端，整流器的第二电极分别连接母线电容的第二端、IGBT模组的第二端。

具体而言，变频器包括依次连接三相电源开关、整流器、母线电容和IGBT模组；其中，三相电源开关用于接入三相输入电源，IGBT模组用于连接电机。即，整流器可将输入的三相电进行整流并施加给IGBT模组，同时母线电容分别与整流器、IGBT模组并联。此外，变频器还设有变频器母线电容在线检测装置，该在线检测装置可分别控制三相电源开关、IGBT模组的通断，在线检测母线电容的内阻，更精确地对母线电容进行老化测试。

需要说明的是，在线检测装置的控制器可分别连接IGBT模组中各IGBT的门极，用于控制IGBT模组的开断，能够在线测试母线电容的内阻，还能够调整输出电源的电压和频率，以使变频器根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压。即，变频器母线电容在线检测装置可设置在变频器中，用于控制IGBT模组实现变频，同时，可在线检测母线电容的老化程度。其中，IGBT模组中的IGBT拓扑可有多种模式，在此不做限制。

在一个实施例中，如图8所示，图8为一个实施例中变频器的第二示意性结构图，变频器母线电容内阻的在线检测装置包括：开关K1、IGBT模组、直流低压电源、充电电阻Rs、开关K2、前置检测电容Cf和检测电阻Rf、峰值检测电路、隔离电路以及主控制器。

其中，开关K1为三相电源开关，用于接通/断开三相输入电源，具体地，开关K1可使用接触器，主控制器通过接触器控制三相输入电源的接通/断开。IGBT模组将直流电转换为驱动电机的交流电，并且在检测母线电容的内阻时作为瞬态负载。直流低压电源在检测母线电容的内阻时提供标准的直流电压。充电电阻Rs用于限制直流低压电源接通时的充电电流。开关K2为充电开关，用于接通/断开直流低压电源。

前置检测电容Cf和检测电阻Rf将正常运行时的母线电压隔离，并且在检测母线电容的内阻时提取母线电容的电压瞬态变化量。峰值检测电路提取前置检测电容Cf和检测电阻Rf输出电压瞬态变化量的峰值信号。隔离电路将电压瞬态变化量的峰值信号转换为与主控制器具有相同参考地的信号。

主控制器控制开关K1、K2和IGBT的导通/关断，并且根据反馈的母线电容电压的瞬态变化量信号计算母线电容的内阻值。

在一个实施例中，基于上述变频器，提供一种变频器母线电容内阻的在线检测方法，如图9所示，图9为一个实施例中变频器母线电容内阻的在线检测方法的流程示意图，包括以下步骤：

a)U、V、W三相的IGBT均保持断开状态，断开开关K1，切断三相输入电源。

b)待变频器母线电容电压低于直流低压电源电压时接通开关K2，使母线电容电压达到直流低压电源电压。

c)断开开关K2后，接通U相上、下桥臂的IGBT，或V相上、下桥臂的IGBT，或W相上、下桥臂的IGBT，使母线电容通过IGBT放电。

d)主控制器根据IGBT导通时的母线电容的电压瞬态变化量信号计算此时IGBT的导通饱和电压降。其中，IGBT的导通饱和电压降可等于直流低压电源电压减去IGBT导通时的母线电容电压的瞬态变化量。

e)主控制器根据此时IGBT的导通饱和电压降计算IGBT导通时刻的瞬态电流。

具体地，IGBT导通时刻的瞬态电流可根据IGBT的导通电压与导通电流的关系曲线计算。

或者，IGBT导通时刻的瞬态电流可根据IGBT的导通电压与导通电流的关系式计算；其中，IGBT的导通电压与导通电流的关系式为根据IGBT数据手册的导通电压与导通电流的关系曲线拟合得到。

或者，IGBT导通时刻的瞬态电流还可以通过查询预先建立的导通电压与导通电流关系表的方式得到；其中，导通电压与导通电流关系表以导通电压为0.02V的精度建立。

f)主控制器根据所述的母线电容电压的瞬态变化量以及所述的IGBT导通时刻的瞬态电流计算母线电容的内阻，其关系为：母线电容的内阻等于母线电容电压的瞬态变化量除以IGBT导通时刻的瞬态电流。

本申请实施例中，变频器可诊断毫欧级别的母线电容的内阻，通过母线电容的内阻变化判断母线电容的老化情况更精确；同时，诊断过程自动进行，无需人工干预，提高测试效率。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

控制IGBT模组以及三相电源开关断开。

在母线电容的电压低于预设电压时，控制直流电源电路给母线电容充电，并在母线电容的电压达到预设电压时，停止直流电源电路的充电。

控制IGBT模组中任一相的桥臂导通，以使母线电容通过IGBT模组放电。

基于峰值检测电路在桥臂导通时、获取到的峰值信号，得到母线电容的内阻。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行基于峰值检测电路在桥臂导通时、获取到的峰值信号，得到母线电容的内阻时，还实现以下步骤：

根据峰值信号，得到IGBT模组的导通饱和电压降。

处理导通饱和电压降，得到瞬态电流。

根据峰值信号和瞬态电流，得到内阻。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行根据峰值信号，得到IGBT模组的导通饱和电压降时，还实现以下步骤：

将预设电压和峰值信号求差，得到导通饱和电压降。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行处理导通饱和电压降，得到瞬态电流时，还实现以下步骤：

基于导通饱和电压降，在预设电压电流关系表中查询得到瞬态电流。

或者，基于导通饱和电压降，在预设IGBT电压电流曲线中拟合，得到瞬态电流。

或者，基于导通饱和电压降以及关系式，得到瞬态电流；其中，关系式为拟合预设IGBT电压电流曲线得到。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行根据峰值信号和瞬态电流，得到内阻时，还实现以下步骤：

基于峰值信号和瞬态电流的比值，得到内阻。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变频器母线电容在线检测装置，其特征在于，包括：直流电源电路，检测电容，检测电阻，峰值检测电路以及用于连接变频器的控制器；

所述直流电源电路的第一电极分别连接所述变频器的母线电容的第一端、所述检测电容的第一端；所述直流电源电路的第二电极分别连接所述母线电容的第二端、所述检测电阻的第一端；所述检测电容的第二端分别连接所述检测电阻的第二端、所述峰值检测电路的第一端；所述峰值检测电路的第二端连接所述检测电阻的第一端，所述峰值检测电路的第三端连接所述控制器；

所述控制器分别连接所述直流电源电路的控制端，所述变频器的IGBT模组以及所述变频器的三相电源开关；

所述峰值检测电路基于所述检测电容和所述检测电阻，获取所述母线电容的电压瞬态变化量的峰值信号，并将所述峰值信号传输给所述控制器；所述控制器基于所述峰值信号得到所述母线电容的内阻。

2.根据权利要求1所述的变频器母线电容在线检测装置，其特征在于，所述直流电源电路包括直流电源以及充电开关；

所述直流电源的第一电极通过所述充电开关分别连接所述母线电容的第一端、所述检测电容的第一端，所述直流电源的第二电极分别连接所述母线电容的第二端、所述检测电阻的第一端；

所述控制器还用于分别控制所述充电开关、所述IGBT模组以及所述三相电源开关的通断。

3.根据权利要求2所述的变频器母线电容在线检测装置，其特征在于，所述直流电源电路还包括充电电阻；

所述直流电源的第一电极通过所述充电电阻连接所述充电开关；或者，

所述直流电源的第二电极通过所述充电电阻分别连接所述母线电容的第二端、所述检测电阻的第一端。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的变频器母线电容在线检测装置，其特征在于，还包括隔离电路；

所述峰值检测电路的第三端通过所述隔离电路连接所述控制器。

5.一种基于权利要求1至4任意一项所述的变频器母线电容在线检测装置的方法，其特征在于，包括：

控制所述IGBT模组以及所述三相电源开关断开；

在所述母线电容的电压低于预设电压时，控制所述直流电源电路给母线电容充电，并在所述母线电容的电压达到所述预设电压时，停止所述直流电源电路的充电；

控制所述IGBT模组中任一相的桥臂导通，以使所述母线电容通过所述IGBT模组放电；

基于所述峰值检测电路在所述桥臂导通时、获取到的所述峰值信号，得到所述母线电容的内阻。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述峰值检测电路在所述桥臂导通时、获取到的所述峰值信号，得到所述母线电容的内阻的步骤包括：

根据所述峰值信号，得到所述IGBT模组的导通饱和电压降；

处理所述导通饱和电压降，得到瞬态电流；

根据所述峰值信号和所述瞬态电流，得到所述内阻。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述峰值信号，得到所述IGBT模组的导通饱和电压降的步骤包括：

将所述预设电压和所述峰值信号求差，得到所述导通饱和电压降。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，处理所述导通饱和电压降，得到瞬态电流的步骤包括：

基于所述导通饱和电压降，在预设电压电流关系表中查询得到所述瞬态电流；或者，

基于所述导通饱和电压降，在预设IGBT电压电流曲线中拟合，得到所述瞬态电流；或者，

基于所述导通饱和电压降以及关系式，得到所述瞬态电流；其中，所述关系式为拟合预设IGBT电压电流曲线得到。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述峰值信号和所述瞬态电流，得到所述内阻的步骤包括：

基于所述峰值信号和所述瞬态电流的比值，得到所述内阻。

10.一种变频器，其特征在于，包括三相电源开关，整流器，母线电容，IGBT模组以及如权利要求1至4任意一项所述的变频器母线电容在线检测装置；

所述三相电源开关的输入端用于连接三相电源，所述三相电源开关的输出端连接所述整流器的输入端；所述整流器的第一电极分别连接所述母线电容的第一端、所述IGBT模组的第一端，所述整流器的第二电极分别连接所述母线电容的第二端、所述IGBT模组的第二端。