用于控制多相逆變器的方法、系統(tǒng)和設備技術方案

本發(fā)明專利技術涉及用于控制多相逆變器的方法、系統(tǒng)和設備。本發(fā)明專利技術的實施例涉及用于控制驅動多相電機的多相逆變器的方法、系統(tǒng)、可在控制器中操作的機器可讀介質、和設備。當檢測到傳感器故障時，基于反饋定子電流計算相位電流角，用于估計多相電機的轉子的角速度和角位置。當多相電機的估計角速度小于過渡角速度閾值時，通過控制多相逆變器驅動中的所有開關被打開而在多相逆變器應用開路響應。相反，當多相電機的估計角速度大于過渡角速度閾值時，可通過控制多相逆變器驅動中的所選擇開關將多相逆變器的所有相位連接至一個總線（例如，加法總線或減法總線）而在多相逆變器應用短路響應。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的實施例總地涉及多相系統(tǒng)，更特別地，涉及在傳感器經歷故障情形時控制多相逆變器。
技術介紹
多相電機在許多應用中都被使用。如本文所使用的，術語“多相”指的是三個或更多的相位，且可用于指代具有三個或更多相位的電機。例如，許多混合動力/電動車輛(HEV)包括電力牽引驅動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由逆變器模塊驅動的三相永磁交流(AC)電機。逆變器模塊由直流(DC)電源(例如存儲電池)供電。三相AC電機的繞阻可聯(lián)接至逆變器模塊的逆變器子模塊。每個逆變器子模塊都包括一對開關。脈寬調制(PWM)模塊接收電壓指令信號，并向電壓指令信號應用PWM波形，以控制電 壓指令信號的脈寬調制，并產生提供給逆變器模塊的逆變器子模塊的開關矢量信號。當應用開關矢量信號時，各逆變器子模塊中的各對開關以互補的方式開關，以執(zhí)行將DC功率轉換為AC功率的快速轉換功能。該AC功率驅動AC電機，進而驅動HEV傳動系的軸。許多現代AC電機驅動使用矢量控制，通過控制供至AC電機的電流來控制應用于AC電機的轉子的軸的轉矩(且因此控制角速度或“速度”)。簡言之，測量定子相位電流，并將其轉換為相對應的復雜空間矢量，然后將該矢量轉換至隨AC電機的轉子旋轉的坐標系統(tǒng)。在故障情況下，期望偏離正常操作，在逆變器模塊應用開路故障響應或短路故障響應，以最小化電機的轉矩響應。在逆變器模塊應用開路或短路故障響應依據電機角速度(或“速度”)。轉讓給本專利技術受讓人的題為“Fault Handling of Inverter Driven PM MotorDrives”的美國專利7，279，862B1和再公告專利42，200中公開了一種用于確定是應用開路還是短路故障響應的方法，其內容通過引用包含于本文。在大多數系統(tǒng)中，電機轉子的瞬時角速度可基于位置傳感器的輸出來確定，或者直接從速度傳感器讀取。然而，在某些情形下，這些傳感器本身會出現故障，因此，無法容易地確定特定瞬時角速度(即，從角速度傳感器讀取或從位置傳感器確定)。因此，當速度/位置傳感器故障時，電機的角速度不可用，不可用于進行有關應當在逆變器模塊應用開路故障響應還是短路故障響應以最小化電機轉矩響應的決定。期望提供一種用于確定應當在逆變器模塊應用開路故障響應還是短路故障響應的改進方法和設備。期望即便在速度和/或位置傳感器故障、并且電機的角速度不可用于進行這種確定時，這種方法和設備也能發(fā)揮作用。結合附圖及前面的
和
技術介紹
，從后面的詳細描述和所附權利要求可清楚本專利技術的其它期望特征和特性。
技術實現思路
本專利技術的實施例涉及用于控制驅動多相電機的多相逆變器的方法、系統(tǒng)、可在控制器中操作的機器可讀介質、和設備。根據一些所公開的實施例，方法開始于檢測到傳感器故障時。所述傳感器可為用于感測多相電機的轉子位置和/或多相電機的轉子角速度的傳感器。在一些實施例中，在檢測到傳感器故障之后，可通過控制所述多相逆變器驅動中的所選擇開關將多相逆變器的所有相位連接至一個總線(例如，加法總線或減法總線)、和控制所述多相逆變器驅動中的所有其它未選擇開關被打開使得所述未選擇開關不連接至所述一個總線(例如，加法總線或減法總線)而在多相逆變器應用短路響應。當檢測到傳感器故障時，可基于反饋定子電流(例如，固定參照系反饋定子電流)估計多相電機的轉子的角速度。例如，在一個實施例中，基于反饋定子電流計算相位電流角，基于該計算相位電流角可估計多相電機的轉子的角速度和多相電機的轉子的角位置。在一些實施例中，在估計轉子的角速度和角位置之后，可執(zhí)行可選的步驟。例如，可在繼續(xù)之前確定轉子的估計角速度是否足夠精確。例如，在一個實施方案中，在方法繼續(xù)之前，可進行計算相位電流角與轉子的估計角速度之間的角度差的大小是否小于角度閾值的確認。 然后，可確定估計角速度是否大于過渡角速度閾值。在一個實施例中，過渡角速度閾值為固定的預定角速度，基于多相電機的參數特性來限定。在另一實施例中，過渡角速度閾值為調節(jié)后預定角速度，并基于根據多相電機的溫度和電壓源的電壓中的至少一項調節(jié)的多相電機的參數特性來限定。當多相電機的估計角速度小于過渡角速度閾值時，可通過控制多相逆變器驅動中的所有開關被打開來在多相逆變器應用開路響應。相反，當多相電機的估計角速度大于過渡角速度閾值時，通過控制所述多相逆變器驅動中的所選擇開關將多相逆變器的所有相位連接至一個總線(例如，加法總線或減法總線)、和控制所述多相逆變器驅動中的所有其它未選擇開關被打開使得所述未選擇開關不連接至所述一個總線(例如，加法總線或減法總線)來在多相逆變器應用短路響應。根據其它實施例，提供了一種用于與多相電機一起使用的設備。該設備包括多相逆變器、故障檢測器和控制器。當正常操作時，傳感器可用于感測所述多相電機的轉子位置和轉子角速度中的至少一項，并設計成提供表示多相電機的轉子的角速度的角速度信號、和表示所述多相電機的轉子的角位置的角位置信號中的至少一項。然而，當檢測到傳感器的故障時，向所述控制器提供故障的指示，控制器可操作，以基于反饋定子電流估計所述多相電機的轉子的角速度，從而確定所述估計角速度是否大于過渡角速度閾值，并依據所述估計角速度在所述多相逆變器應用開路響應或短路響應。根據其它實施例，提供了一種機器可讀介質，包括可在控制器中操作以引起該控制器執(zhí)行包括下列操作的指令集基于反饋定子電流估計多相電機的轉子的角速度；確定所述估計的角速度是否大于過渡角速度閾值；以及產生控制信號，以引起或者在所述多相電機的所述估計角速度小于所述過渡角速度閾值時，在所述多相逆變器應用開路響應；或者在所述估計角速度大于所述過渡角速度閾值時，在所述多相逆變器應用短路響應。本專利技術提供下列技術方案。技術方案I :一種用于控制驅動多相電機的多相逆變器的方法，該方法包括 檢測傳感器故障，其中所述傳感器用于感測所述多相電機的轉子位置和轉子角速度中的至少一個； 基于反饋定子電流估計所述多相電機的轉子的角速度；確定所述估計的角速度是否大于過渡角速度閾值；以及 在檢測到所述傳感器故障時 或者在所述多相電機的所述估計角速度小于所述過渡角速度閾值時，在所述多相逆變器應用開路響應； 或者在所述估計角速度大于所述過渡角速度閾值時，在所述多相逆變器應用短路響應。技術方案2 :根據技術方案I的方法，其中應用所述開路響應包括 將所述多相逆變器驅動中的全部開關控制為打開。 技術方案3 :根據技術方案I的方法，其中應用所述短路響應包括 控制所述多相逆變器驅動中所選擇的開關，以將所述多相逆變器的所有相位都連接至一個總線(例如，加法總線或減法總線)；以及 將所述多相逆變器驅動中的所有其它未選擇開關控制為打開，使得所述未選擇開關不連接至所述一個總線(例如，加法總線或減法總線)。技術方案4 :根據技術方案I的方法，還包括 在檢測所述傳感器故障之后且在估計之前，在所述多相逆變器應用所述短路響應。技術方案5 :根據技術方案I的方法，其中估計包括 基于所述反饋定子電流計算相位電流角，并基于所述相位電流角估計所述多相電機的轉子的角速度和所述多相電機的轉子的角位置。技術方案6 :根據技術方案5的方法，還包括 在計算所述相位電流角之前，確定所述反饋定子電流的大小是有資格還是沒資格來計算所述相位電流角，其中當所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制驅動多相電機的多相逆變器的方法，該方法包括：檢測傳感器故障，其中所述傳感器用于感測所述多相電機的轉子位置和轉子角速度中的至少一個；基于反饋定子電流估計所述多相電機的轉子的角速度；確定所述估計的角速度是否大于過渡角速度閾值；以及在檢測到所述傳感器故障時：?????或者在所述多相電機的所述估計角速度小于所述過渡角速度閾值時，在所述多相逆變器應用開路響應；?????或者在所述估計角速度大于所述過渡角速度閾值時，在所述多相逆變器應用短路響應。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：BA維爾奇科，M戴，
申請(專利權)人：通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：