[发明专利]用于电驱动器系统的故障诊断装置、以及电驱动器系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业电驱动器，如，用于风电工业涡轮的电驱动器或者用于太阳能工业的电驱动器，具体地涉及用于电驱动器系统的故障诊断。

背景技术

工业电驱动器用于各种应用，如，运输交通工具引擎、不同工艺和制造技术设备以及用于能源工业中。对于运输设备，电驱动器例如可以用于地铁服务或航运服务中。在工艺和制造技术中，例如，电驱动器可以用于例如输送器、混合器中或者造纸机中。在能源工业中，电驱动器例如可以用于风电工业的涡轮中或者太阳能工业中。

最普通类型的电驱动器是直流驱动器和交流驱动器。在直流应用中，流过电机定子的励磁绕组的电流生成与电枢线圈生成的场垂直地定向的磁场。这提供了具有如下这种转矩的直流电机：通过改变电枢电流以及通过维持恒定激励电流在直流使用中容易调整。在直流使用中，电枢电流还允许直接调整直流电机的速率。

基于交流电的电驱动器可以进一步划分成频率控制交流驱动器、通量向量控制交流驱动器和使用直接转矩控制(DTC)的交流驱动器。其中，基于通量向量控制的交流驱动器和DTC交流驱动器允许调整三相电机的转矩，然而在频率控制交流驱动器中，三相电机上的负载确定转矩。

参照附图，以下更详细地公开现有技术，其中

图1示出了现有技术电驱动器的结构；

图2示出了替选现有技术电驱动器的结构；以及

图3示出了用于现有技术电驱动器的故障诊断装置。

图1示出了现有技术电驱动器的结构。现有技术电驱动器包括电源1、变频器2和负载3。负载3例如可以是电机3。变频器2通常包括整流器单元4、直流电压中间电路5和逆变器单元6。变频器2的整流器单元4将来自电源1的交流电压转换为直流电压。例如可以通过6脉冲二极管电桥来整流变频器2。将从变频器2的整流器单元4获得的直流电压存储到作为能量存储器的直流电压中间电路5。通常，可以通过储能电容器实施变频器2的直流电压中间电路5。根据直流电压中间电路5的直流电，变频器2的逆变器单元6产生代表负载的电机3需要的期望频率的交流电。通常，例如可以通过IGBT(IGBT，绝缘栅双极晶体管)实施变频器2的逆变器单元6。

图2示出了替选现有技术电驱动器的结构。替选现有技术电驱动器包括电源7和由多个电机8、9、10组成的负载。另外，替选电驱动器包括整流器单元11、直流电压中间电路12和多个分开的逆变器单元13、14、15。电驱动器的整流器单元11将来自电源7的交流电转换为存储到作为能量存储器的直流电压中间电路12中的直流电压。根据直流电压中间电路12的直流，电驱动器的分开的逆变器单元13、14、15对代表负载的它们的分开的电机13、14、15产生期望频率的交流电。

电驱动器通常用在相对苛刻的状况并且也常用于关键应用。事实上，施加于电驱动器的主要需求之一是它的操作可靠性。如果电驱动器以不可控的方式损坏，则在最坏的情形中，代表负载的电机和机器自身也会变得损坏并致使大的累积损坏。

在通常的现有技术电驱动器中，每个设备或子系统具有用以控制故障情况下子设备或系统的操作的分开的控制板。在关键故障的情形中，控制板关断子系统，当关注较少关键故障时，控制板通过改变控制来执行纠正动作。将设备或子系统中出现的所有故障记录到控制板的故障记录器中。

图3示出了用于现有技术电驱动器的故障诊断装置。现有技术电驱动器包括三个变频器单元17、18、19和发电机20。当发电机20运转时，变频器单元17、18、19转换发电机20产生的电以对应于供电网的频率以及将如此生成的电提供给网络16。现有技术电驱动器的变频器单元17、18、19中的每个变频器单元包括整流器单元、直流电压中间电路和逆变器单元。每个逆变器单元包括分开的控制板21、22、23和处于控制板21、22、23上的逆变器单元专用故障记录器。控制板21、22、23上的故障记录器按照现有技术记载(document)所有故障、告警和其它事件。之后可以通过计算机读取以及还向计算机中复制变频器中逆变器单元的控制板21、22、23的故障记录器中存储的事件历史。