用于估計(jì)電學(xué)裝置的接地連接電阻的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種設(shè)備和相應(yīng)的方法，用于估計(jì)連接到電源網(wǎng)絡(luò)、通過附加電阻（6）同樣連接到接地的電學(xué)裝置（1）的接地連接的電阻（5），并且該電學(xué)裝置包括在該電學(xué)裝置輸入處布置的至少一個(gè)阻抗，該設(shè)備和相應(yīng)的方法特征在于其包括：電壓發(fā)生器（10），該電壓發(fā)生器（10）連接到所述阻抗并且連接到接地；用于測(cè)量流向接地的電流（12）的部件；以及計(jì)算部件（13），該計(jì)算部件（13）能夠估計(jì)作為流向接地的電流（It）的函數(shù)的接地連接的電阻（5）。本發(fā)明找到在電或混合式牽引機(jī)動(dòng)車輛的充電器的接地連接電阻的估計(jì)中的應(yīng)用。
【專利說明】用于估計(jì)電學(xué)裝置的接地連接電阻的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電學(xué)裝置的接地連接，并且更具體地涉及用于這些裝置的接地連接電阻的估計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)一些電學(xué)裝置連接到電源系統(tǒng)時(shí)，可出現(xiàn)旨在重新定向到接地的泄漏電流。借助于示例，用于電或混合式牽引機(jī)動(dòng)車輛的電池充電器不絕緣，并且當(dāng)連接到電源系統(tǒng)時(shí)可導(dǎo)致出現(xiàn)泄漏電流。
[0003]如果接地連接破損或如果接地連接電阻太高，則泄漏電流可導(dǎo)致接觸電流在裝置的電學(xué)底座上出現(xiàn)。在接地連接電阻太高的情況下并且如果促成通過用戶的電流通道，該接觸電流對(duì)于接觸裝置的電學(xué)底座的用戶是危險(xiǎn)的。
[0004]因此在授權(quán)與高泄漏電流的產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的額定功率處電學(xué)裝置的使用之前，需要估計(jì)接地連接電阻。將同樣使用表述“接地質(zhì)量”。例如良好質(zhì)量的連接具有低電阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的因此是提供用于電學(xué)裝置的接地連接電阻的估計(jì)。
[0006]根據(jù)一方面，當(dāng)電學(xué)裝置連接到電源系統(tǒng)并且通過附加電阻同樣連接到地時(shí)，提供了用于估計(jì)所述電學(xué)裝置的接地連接電阻的設(shè)備，所述電學(xué)裝置具有至少一個(gè)輸入阻抗，所述估計(jì)設(shè)備特征在于其包括:電壓發(fā)生器，該電壓發(fā)生器具有用于連接到所述輸入阻抗的部件和用于連接到所述接地連接的部件；用于測(cè)量流向接地的電流的部件，當(dāng)激活用于連接到所述輸入阻抗以及連接到所述接地連接的所述部件時(shí)所述流向接地的電流通過接地連接的所述電阻；以及計(jì)算部件，該計(jì)算部件能夠獲得作為關(guān)于所述附加電阻值的所述流向接地的電流的函數(shù)的接地連接電阻的數(shù)量級(jí)。
[0007]阻抗可以是在電學(xué)裝置的輸入處布置的電容或另外在電學(xué)裝置的輸入處布置的濾波器的輸入阻抗。該輸入阻抗的先驗(yàn)估計(jì)使得可以確定通過電壓發(fā)生器注入的電流，這是為什么注入電流是接地連接電阻的函數(shù)的原因。
[0008]附加電阻和接地連接電阻并聯(lián)連接。該附加電阻可尤其是與電學(xué)裝置接觸的另一個(gè)對(duì)象，并且本身被連接到接地。該附加電阻與接地連接電阻不同。這是先驗(yàn)不需要的。
[0009]電壓發(fā)生器使得可以使電流流過接地連接電阻，以便測(cè)量流向接地的電流并且估計(jì)接地連接電阻。該電壓發(fā)生器到阻抗的連接特別有利并且同樣使得可以使電流流過接地連接電阻，并且循環(huán)返回到電學(xué)系統(tǒng)連接的相位中，阻抗被連接到各個(gè)相位。
[0010]該設(shè)備可另外包括用于從所述電學(xué)裝置的差分電源電流中測(cè)量泄漏電流的部件，并且計(jì)算部件能夠估計(jì)作為泄漏電流和流向接地的電流的函數(shù)的附加電阻。
[0011]在泄漏電流和流向接地的電流之間的差使得可以獲得在附加電阻中流動(dòng)的電流。
[0012]接地連接電阻和附加電阻兩個(gè)電阻的估計(jì)使得可以確定電流將采取的路徑。在連接到接地的另一個(gè)對(duì)象接觸電學(xué)裝置的情況下，如果接地連接質(zhì)量差，則電流將流過其它對(duì)象的附加電阻。
[0013]計(jì)算部件可包括表，該表具有用于接地連接的電阻值，附加電阻的值，以及與用于所述接地連接的電阻值和所述附加電阻的值對(duì)應(yīng)的流向接地的電流值。
[0014]因此，這些制表值使得可以借助于電阻估計(jì)獲得接地連接質(zhì)量的估計(jì)。通過使用現(xiàn)有的校準(zhǔn)步驟可獲得這些制表值。
[0015]此外，阻抗可以是電磁兼容濾波器的輸入阻抗。電壓發(fā)生器因此連接到該電磁兼容濾波器的輸入阻抗。
[0016]因此可以使用該濾波器的組件以對(duì)電壓源充電并且使電流通過朝向相位循環(huán)返回的接地連接電阻，例如通過電磁兼容濾波器的共模電容流動(dòng)。已經(jīng)在濾波器內(nèi)側(cè)存在的組件使用使得可以降低設(shè)備的成本。
[0017]有利地，電壓發(fā)生器是壓控振蕩器。因此可以選擇使電流能夠在濾波器和系統(tǒng)之間的較低阻抗路徑中流動(dòng)的頻率。泄漏電流的測(cè)量因此總是接地連接電阻的函數(shù)。
[0018]該設(shè)備可包括根據(jù)接地連接電阻估計(jì)禁止電學(xué)裝置的使用的部件。
[0019]如果接地連接質(zhì)量差，則可禁止電學(xué)裝置的使用以便保護(hù)用戶。
[0020]有利地，電學(xué)裝置可以是用于電或混合式牽引機(jī)動(dòng)車輛的電池充電器。
[0021]因此可以估計(jì)該充電器的接地連接電阻以及附加電阻，例如在電動(dòng)車輛下布置的液壓油缸的電阻。
[0022]根據(jù)另一方面，當(dāng)所述電學(xué)裝置連接到電源系統(tǒng)并且通過附加電阻同樣連接到接地時(shí)，提供了用于估計(jì)電學(xué)裝置的接地連接電阻的方法。
[0023]根據(jù)該方法的一般特征，電流在電學(xué)裝置的輸入阻抗和接地連接電阻之間產(chǎn)生，并且測(cè)量通過接地連接的所述電阻的流向接地的電流，以便獲得關(guān)于所述附加電阻值的接地連接電阻的數(shù)量級(jí)。
[0024]有利地，從差分電源電流中測(cè)量泄漏電流，并且附加電阻被估計(jì)為泄漏電流和流向接地的電流的函數(shù)。
[0025]借助于表可估計(jì)接地連接的電阻和附加電阻，該表具有用于接地連接的電阻值，附加電阻值，以及與用于所述接地連接的電阻值和所述附加電阻值對(duì)應(yīng)的流向接地的電流值。
[0026]此外，通過接地連接電阻可產(chǎn)生正弦電流。
[0027]可以根據(jù)接地連接電阻的估計(jì)禁止電學(xué)裝置的使用。
[0028]有利地，如果接地連接電阻比附加電阻更高，則禁止電學(xué)裝置的使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]基于研究借助于非限制性示例給出并且通過附圖示出的下列描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見，在附圖中:
[0030]-圖1示出連接到電源系統(tǒng)的電學(xué)裝置，
[0031]-圖2示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例，以及
[0032]-圖3示出根據(jù)連接到電磁兼容濾波器的本發(fā)明設(shè)備的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】[0033]圖1示出連接到電壓源2的電學(xué)裝置1，該電壓源2例如是單相或三相電源系統(tǒng)。電學(xué)裝置I可以例如是用于電動(dòng)或混合式牽引機(jī)動(dòng)車輛的電池充電器。電學(xué)裝置I通過電學(xué)連接3連接到電壓源2，該電學(xué)連接3可包括多個(gè)相位和可能的中性連接。
[0034]電學(xué)裝置I例如可通過其電學(xué)底座4連接到接地。在附圖中，接地連接電阻由電阻5表示。
[0035]在所示示例中，另一個(gè)對(duì)象與電學(xué)底座4接觸，并且形成與通過電阻5的接地連接的并聯(lián)的接地連接，附加的接地連接由附加電阻6表示。
[0036]電學(xué)裝置I通過尤其使得可以確定泄漏電流的差分電流Id供電。該泄漏電流可通過接地連接5的電阻和/或附加電阻6流向接地。因此，泄漏電流形成流過電阻5的電流It和流過附加電阻6的電流la。如果接地連接電阻太高，則泄漏電流至少部分地通過電流Ia重新定向到附加電阻6。
[0037]圖2示出配備有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于估計(jì)接地連接7的電阻的設(shè)備的電學(xué)裝置
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[0038]電學(xué)裝置I包括在電學(xué)底座中布置并且通過連接3連接到電源系統(tǒng)的主元件8。傳統(tǒng)上，電磁兼容濾波器9可在主元件8之前被布置在電學(xué)裝置I的輸入處。
[0039]尤其包括電壓發(fā)生器10的設(shè)備7通過接地連接5的電阻被布置在電磁兼容濾波器9的輸入阻抗和接地之間。
[0040]用于測(cè)量泄漏電流的部件11被布置在連接3上。這些測(cè)量部件11可包括通過相位和中性線橫越的環(huán)形線圈，以便以傳統(tǒng)方式獲得泄漏電流值。在電壓發(fā)生器10之后并且在接地連接之前經(jīng)由接地連接5的電阻可同樣布置用于測(cè)量流向接地的電流It的部件12。因此根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量泄漏電流，例如:經(jīng)由其供電相位進(jìn)入核心的電流測(cè)量環(huán)。因此測(cè)量的泄漏是注入到接地連接電阻5并且進(jìn)入附加電阻6的電流總和。該泄漏電流測(cè)量使得可以在連接電阻5中完成電流測(cè)量，并且因此通過使用表2評(píng)估連接電阻5與附加電阻6的比率,如示例中所引證的。
[0041]該阻抗比使得可以除了單獨(dú)測(cè)量電流外，還定義用于電學(xué)裝置使用的授權(quán)標(biāo)準(zhǔn):例如如果充電在表I的5mA之下沒有被授權(quán)，則對(duì)于對(duì)(10，10)和(100，100)禁止。另一方面，如果接地質(zhì)量良好，則仍然允許對(duì)(10，10)的使用:第二個(gè)表使得可以區(qū)分該對(duì)以對(duì)裝置的使用授權(quán)。
[0042]將用于測(cè)量泄漏電流的部件和用于測(cè)量流向接地的電流的部件連接到計(jì)算部件
13。這些計(jì)算部件可估計(jì)作為泄漏電流和流向接地的電流It的函數(shù)的接地連接電阻以及附加電阻。計(jì)算部件13可尤其包含如下的表，該表具有接地連接5的電阻值，附加電阻6的值，以及與所述接地連接5的電阻值和附加電阻6的值對(duì)應(yīng)的流向接地的電流It的值。
[0043]應(yīng)該注意，通過計(jì)算在泄漏電流和流向接地的電流It之間的差獲得流過附加電阻6的電流la。
[0044]圖3是連接到電磁兼容濾波器9的輸入阻抗的電壓發(fā)生器10的示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明。由于用于到電源系統(tǒng)的連接的電纜，連接3在此包括電阻14和兩個(gè)電感15a和15b。此外，連接3在圖3的實(shí)施例中僅包含一個(gè)相位。由于與電阻5串聯(lián)布置使用的電纜，接地連接同樣包括電感16。
[0045]電磁兼容濾波器9傳統(tǒng)上包括多個(gè)電容和電感。電磁兼容濾波器9尤其包括共模電容17a、17b、17c、17d和17e，差模電容18a和18b，共模電感19a和19b，以及差模電感20a和 20b ο
[0046]電壓發(fā)生器10尤其包括與共模電容17c并聯(lián)布置的變壓器初級(jí)繞組21，和旨在對(duì)壓控振蕩器23供電的次級(jí)繞組22。電感24串聯(lián)布置在壓控振蕩器23和次級(jí)繞組22之間，并且使得可以注入正弦電流到接地中。
[0047]一定數(shù)量的電阻25a、25b、25c、25d、25e和25f用于控制振蕩器23以及兩個(gè)電壓發(fā)生器26a和26b。
[0048]電壓發(fā)生器10可因此使用共模電容17c以使電流從點(diǎn)A流向接地，并且借助于共模電容17a和17b將該電流循環(huán)返回到相位。
[0049]如同可以是泄漏電流，測(cè)量流向接地的電流It，并且計(jì)算部件13然后例如借助于表估計(jì)接地連接5的電阻和附加電阻6的值。
[0050]借助于示例，可以在校準(zhǔn)步驟中以毫安為單位測(cè)量流向接地的電流值，以便獲得以下的表:
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備(7)，用于當(dāng)電學(xué)裝置(I)連接到電源系統(tǒng)并且通過附加電阻(6)同樣連接到接地時(shí)估計(jì)所述電學(xué)裝置(I)的接地連接的電阻(5)，所述電學(xué)裝置具有至少一個(gè)輸入阻抗(9)，所述估計(jì)設(shè)備特征在于其包括:電壓發(fā)生器(10)，該電壓發(fā)生器(10)具有用于連接到所述輸入阻抗的部件和用于連接到所述接地連接的部件；用于測(cè)量流向接地的電流(It)的部件(12)，當(dāng)激活用于連接到所述輸入阻抗以及連接到所述接地連接的所述部件時(shí)，該流向接地的電流(It)通過所述接地連接的電阻(5)；以及計(jì)算部件(13),該計(jì)算部件(13)，其能夠獲得作為關(guān)于所述附加電阻(6)的值的所述流向接地的電流(It)的函數(shù)的接地連接的電阻(5)的數(shù)量級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其還包括用于從用于所述電學(xué)裝置的差分電源電流中測(cè)量泄漏電流的部件(11)，并且其中計(jì)算部件(13)能夠估計(jì)作為泄漏電流和流向接地的電流(It)的函數(shù)的附加電阻(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中計(jì)算部件(13)包括表，該表具有接地連接的電阻值(5)，附加電阻(6)的值，以及與所述接地連接的電阻值和所述附加電阻的值對(duì)應(yīng)的流向接地的電流值。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述阻抗是電磁兼容濾波器的輸入阻抗。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中電壓發(fā)生器(10)是壓控振蕩器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其包括用于根據(jù)接地連接的電阻(5)的估計(jì)禁止電學(xué)裝置(I)的使用的部件。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中電學(xué)裝置(I)是用于電或混合式牽弓I機(jī)動(dòng)車輛的電池充電器。
8.一種方法，用于當(dāng)電學(xué)裝置(I)連接到電源系統(tǒng)并且通過附加電阻(6)同樣連接到接地時(shí)估計(jì)所述電學(xué)裝置(I)的接地連接的電阻(5)，所述估計(jì)方法特征在于電流在電學(xué)裝置的輸入阻抗和接地連接的電阻(5)之間產(chǎn)生，并且測(cè)量通過所述接地連接的電阻(5)的流向接地的電流(It)，以便獲得關(guān)于所述附加電阻(6)的值的接地連接的電阻(5)的數(shù)量級(jí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中從差分電源電流中測(cè)量泄漏電流，并且將附加電阻(6)估計(jì)為泄漏電流和流向接地的電流(It)的函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中借助于表估計(jì)接地連接的電阻(5)和附加電阻，該表具有接地連接的電阻值(5)，附加電阻(6)的值，以及與所述接地連接的電阻值和所述附加電阻的值對(duì)應(yīng)的流向接地的電流值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中通過接地連接的電阻產(chǎn)生正弦電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中根據(jù)接地連接的電阻的估計(jì)禁止電學(xué)裝置(I)的使用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中如果接地連接的電阻比附加電阻更高，則禁止電學(xué)裝置(I)的使用。
【文檔編號(hào)】G01R27/20GK103608686SQ201280030149
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月19日
【發(fā)明者】C·里波爾, P·科蒙 申請(qǐng)人:雷諾股份公司