[发明专利]高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法

权利要求书

1.一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：包括在线故障快速检测方法和旁路保护方法：

在线故障快速检测方法：

（1）根据SPWM波形要求，通过双DSP控制器给予IGBT驱动电路触发信号；

（2）IGBT驱动电路收到触发信号后即时导通IGBT单元，此时IGBT单元为低管压降即IGBT的正向导通电压；

（3）在DSP控制器发出驱动信号的同时，DSP控制器在线实时检测IGBT单元的输出信号GPIOB0，若输出信号GPIOB0为高电平则为正常无故障，若输出信号GPIOB0为低电平则为有故障；

旁路保护方法：

一旦DSP控制器在线检测出GPIOB0为低电平，IGBT单元发生故障，一方面不再向IGBT单元发驱动触发信号；同时即刻触发双向晶闸管KS，使得与其串联的上下级功率单元的SPWM电压能在此呈现短路通过；为了能异步电机三相电压对称工作，同时关闭同组另二相功率单元。本方法在快速检测与旁路处理过程中，系统不关机；

正常工作中，依据设置的工作频率，DSP输出驱动信号，驱动IGBT1、IGBT4与IGBT2、IGBT3交替工作，获得交流信号；DSP在GPTOA口发出驱动信号同时，通过DSP输入端GPTOB口检测相应的IGBT导通与否，如果此时IGBT未导通，说明出了故障，DSP一方面封锁4个IGBT的驱动信号，同时DSP GPTOF口输出信号触发双向晶闸管导通，实现旁路保护。

2.根据权利要求1所述的一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：所述高压变频调速系统安装在三相电源与异步电机之间，该高压变频调速系统包括移相变压器、变频器以及控制单元，其中：

变频器，包括 3n 个相同的功率单元，n≥2且n为整数；每 n个功率单元依次串联构成一相，三相星型相连后连接所述异步电机；所述功率单元包括依次连接的整流电路、逆变电路和旁路保护电路，所述整流电路是由多个二极管和电容构成的整流桥电路，所述逆变电路是由多个相同的IGBT单元构成的逆变器电路，所述旁路保护电路是由多个二极管、双向晶闸管和触发电路构成的电路，所述IGBT单元包括驱动电路、IGBT单元和快速检测电路；

移相变压器，包括原边绕组以及 3n个副边绕组，原边绕组连接所述三相电源，每个副边绕组均按照延边三角形接法连接一个功率单元；

控制单元，包括双DSP控制器、PLC控制器和人机界面，所述双DSP控制器与每一个功率单元的IGBT单元分别电连接，所述人机界面分别与双DSP控制器、PLC控制器电连接，所述双DSP控制器还与所述PLC控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：所述n为9。

4.根据权利要求2所述的一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：所述触发电路与所述双向晶闸管连接，所述触发电路采用MOC3061模块，MOC3061模块为光电耦合器件，其输入与输出采用光电隔离，实现DSP信号对双向晶闸管的触发控制，双DSP控制器的输出信号GPIOF0与MOC3061模块的输人相连，MOC3061模块的输出与双向晶闸管的输入相连。

5.根据权利要求2所述的一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：所述驱动电路与所述IGBT单元的栅极连接，所述IGBT单元的集电极与发射极之间设有快速检测电路。

6.根据权利要求2或5所述的一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：所述驱动电路采用Si8286模块，实现DSP信号对IGBT的驱动控制，其内部采用容耦隔离，传输介质为SiO2，以电容形式传输高速数字信号，速率达150Mbps，双DSP控制器的输出信号GPIOA口与Si8286模块的输人相连，Si8286模块的输出与IGBT的输入相连。

7.根据权利要求2或5所述的一种高压变频调速系统的在线故障快速检测和旁路保护方法，其特征在于：所述快速检测电路包括二极管VD1，二极管VD2，电阻R1，电阻R2和光耦合器件OC，所述光耦合器件内的二极管与电阻R1、二极管VD1串联后与所述二极管VD2并联连接，所述光耦合器件内的光敏三极管的集电极连接有电阻R2。