一种双三相电机系统及容错驱动电路技术方案

本实用新型专利技术涉及一种双三相电机系统及容错驱动电路，容错驱动电路中添加有一条冗余桥臂，当某桥臂出现开路故障时，冗余桥臂投入使用，替代故障桥臂，实现容错控制。因此，即便某一桥臂出现故障，电路仍旧可以正常运行，实现正常驱动，提升电路可靠性。而且，容错驱动电路结构简单，改进基础在于双三相电机的逆变电路，功率器件数量和成本增加有限，性价比较高，相应地控制安全可靠。因此，即便在故障情况下，对电机绕组的接法没有限制。

A Dual-Three-Phase Motor System and Fault-Tolerant Driving Circuit

The utility model relates to a double-three-phase motor system and a fault-tolerant driving circuit. A redundant bridge arm is added to the fault-tolerant driving circuit. When an open-circuit fault occurs, the redundant bridge arm is put into use to replace the fault bridge arm and realize fault-tolerant control. Therefore, even if a bridge arm fails, the circuit can still operate normally, realize normal driving and improve the reliability of the circuit. Moreover, the fault-tolerant driving circuit is simple in structure, and the improvement is based on the inverting circuit of the two-phase three-phase motor. The number and cost of power devices are limited, and the performance-price ratio is high, so the corresponding control is safe and reliable. Therefore, even in the case of failure, there is no limit on the connection of motor windings.

【技术实现步骤摘要】
一种双三相电机系统及容错驱动电路
本技术涉及一种双三相电机系统及容错驱动电路，属于双三相电机故障容错控制

技术介绍
随着能源危机和环境污染问题日益突出，电动汽车作为解决环境污染和能源危机的有效途径，逐渐成为国内、外研究与开发的热点。逆变器是电动汽车驱动系统中的薄弱环节，逆变器的功率管极易出现故障，逆变器出现故障会影响电动汽车的正常行驶。因此，为了解决这种情况，国内外研究人员提出了各种容错技术，以维护系统的稳定性。但多数此类技术均以单一一种容错结构为主体，而且，现有的专用于双绕组电机，即双三相电机的容错电路结构比较复杂，缺乏一定的可靠性，或是降低了系统的性能，一定程度上不能满足基于双三相电机的电动汽车驱动系统高可靠性和高稳定性的要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双三相电机容错驱动电路，用以解决现有的双三相电机容错电路结构比较复杂的问题。本技术同时提供一种双三相电机系统。为实现上述目的，本技术包括以下技术方案。一种双三相电机容错驱动电路，所述容错驱动电路的应用对象为双三相电机，所述双三相电机具有第一套绕组和第二套绕组，所述第一套绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述第二套绕组包括第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组，所述容错驱动电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和一条冗余桥臂。所述第一逆变电路包括并联设置的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述第一桥臂上串设有第一功率管和第二功率管，所述第二桥臂上串设有第三功率管和第四功率管，所述第三桥臂上串设有第五功率管和第六功率管，所述冗余桥臂为第四桥臂，所述第四桥臂上串设有第七功率管和第八功率管，所述第二逆变电路包括并联设置的第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂，所述第五桥臂上串设有第九功率管和第十功率管，所述第六桥臂上串设有第十一功率管和第十二功率管，所述第七桥臂上串设有第十三功率管和第十四功率管；所述第一功率管和第二功率管的连接点用于连接所述第一相绕组，所述第三功率管和第四功率管的连接点用于连接所述第二相绕组，所述第五功率管和第六功率管的连接点用于连接所述第三相绕组，所述第一功率管和第二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第一控制开关连接，所述第三功率管和第四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第二控制开关连接，所述第五功率管和第六功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第三控制开关连接；所述第九功率管和第十功率管的连接点用于连接所述第四相绕组，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点用于连接所述第五相绕组，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点用于连接所述第六相绕组，所述第九功率管和第十功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第四控制开关连接，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第五控制开关连接，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第六控制开关连接。首先，本方案提供的容错驱动电路结构简单，改进基础在于双三相电机的逆变电路，在容错驱动电路中添加一条冗余桥臂，虽然相较于传统的逆变电路，结构上并没有做很大改动，但是，设计却十分合理，功率器件数量和成本增加有限，性价比较高，相应地控制安全可靠。而且，电路正常工作时，第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂运行，给电机的两个绕组供电，冗余桥臂和各控制开关不工作，动力电池通过该电路实现驱动功能；当某一个逆变电路中有一个桥臂出现开路故障时，出现故障的桥臂中的两个功率管停止运行，而与该故障桥臂对应的控制开关以及冗余桥臂投入运行，构成故障桥臂的冗余电路投入运行，实现容错控制。因此，即便某一桥臂出现故障，电路仍旧可以正常运行，实现正常驱动，提升电路可靠性。而且，冗余桥臂为两个逆变电路的冗余电路，不管哪一个逆变电路中发生开路故障，利用该冗余桥臂均可以实现电路的冗余。而且，即便在故障情况下，对电机绕组的接法没有限制，只要把本来应发到故障桥臂的开关驱动信号转发到冗余桥臂而已，控制简单，且安全可靠，电机仍然为双三相供电对称运行方式，各项性能指标和故障发生前一样。进一步地，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂的两端均设置有熔断器。当某一桥臂出现短路故障时，对应桥臂上的功率管、该桥臂上的两个熔断器与车载蓄电池就形成回路，两个熔断器因为过流被熔断，该桥臂从电路中断开，短路故障自动转化为开路故障，再利用功率管开路故障容错策略进行容错控制。所以，第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂增加了熔断器，用于在功率管发生短路故障时，快速将相应的桥臂从电路中断开，保护电路其他元件不被损坏，并实现容错控制。进一步地，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关和第六控制开关均为双向晶闸管。进一步地，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管、第五功率管、第六功率管、第七功率管、第八功率管、第九功率管、第十功率管、第十一功率管、第十二功率管、第十三功率管和第十四功率管均为IGBT，并且均反向并联有相应的二极管。一种双三相电机系统，包括双三相电机和容错驱动电路，所述双三相电机具有第一套绕组和第二套绕组，所述第一套绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述第二套绕组包括第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组，所述容错驱动电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和一条冗余桥臂。所述第一逆变电路包括并联设置的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述第一桥臂上串设有第一功率管和第二功率管，所述第二桥臂上串设有第三功率管和第四功率管，所述第三桥臂上串设有第五功率管和第六功率管，所述冗余桥臂为第四桥臂，所述第四桥臂上串设有第七功率管和第八功率管，所述第二逆变电路包括并联设置的第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂，所述第五桥臂上串设有第九功率管和第十功率管，所述第六桥臂上串设有第十一功率管和第十二功率管，所述第七桥臂上串设有第十三功率管和第十四功率管；所述第一功率管和第二功率管的连接点用于连接所述第一相绕组，所述第三功率管和第四功率管的连接点用于连接所述第二相绕组，所述第五功率管和第六功率管的连接点用于连接所述第三相绕组，所述第一功率管和第二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第一控制开关连接，所述第三功率管和第四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第二控制开关连接，所述第五功率管和第六功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第三控制开关连接；所述第九功率管和第十功率管的连接点用于连接所述第四相绕组，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点用于连接所述第五相绕组，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点用于连接所述第六相绕组，所述第九功率管和第十功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第四控制开关连接，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第五控制开关连接，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第六控制开关连接。进一步地，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第五桥臂、第六桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双三相电机容错驱动电路，所述容错驱动电路的应用对象为双三相电机，所述双三相电机具有第一套绕组和第二套绕组，所述第一套绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述第二套绕组包括第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组，其特征在于，所述容错驱动电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和一条冗余桥臂，所述第一逆变电路包括并联设置的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述第一桥臂上串设有第一功率管和第二功率管，所述第二桥臂上串设有第三功率管和第四功率管，所述第三桥臂上串设有第五功率管和第六功率管，所述冗余桥臂为第四桥臂，所述第四桥臂上串设有第七功率管和第八功率管，所述第二逆变电路包括并联设置的第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂，所述第五桥臂上串设有第九功率管和第十功率管，所述第六桥臂上串设有第十一功率管和第十二功率管，所述第七桥臂上串设有第十三功率管和第十四功率管；所述第一功率管和第二功率管的连接点用于连接所述第一相绕组，所述第三功率管和第四功率管的连接点用于连接所述第二相绕组，所述第五功率管和第六功率管的连接点用于连接所述第三相绕组，所述第一功率管和第二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第一控制开关连接，所述第三功率管和第四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第二控制开关连接，所述第五功率管和第六功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第三控制开关连接；所述第九功率管和第十功率管的连接点用于连接所述第四相绕组，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点用于连接所述第五相绕组，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点用于连接所述第六相绕组，所述第九功率管和第十功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第四控制开关连接，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第五控制开关连接，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第六控制开关连接。...

【技术特征摘要】
1.一种双三相电机容错驱动电路，所述容错驱动电路的应用对象为双三相电机，所述双三相电机具有第一套绕组和第二套绕组，所述第一套绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，所述第二套绕组包括第四相绕组、第五相绕组和第六相绕组，其特征在于，所述容错驱动电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和一条冗余桥臂，所述第一逆变电路包括并联设置的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述第一桥臂上串设有第一功率管和第二功率管，所述第二桥臂上串设有第三功率管和第四功率管，所述第三桥臂上串设有第五功率管和第六功率管，所述冗余桥臂为第四桥臂，所述第四桥臂上串设有第七功率管和第八功率管，所述第二逆变电路包括并联设置的第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂，所述第五桥臂上串设有第九功率管和第十功率管，所述第六桥臂上串设有第十一功率管和第十二功率管，所述第七桥臂上串设有第十三功率管和第十四功率管；所述第一功率管和第二功率管的连接点用于连接所述第一相绕组，所述第三功率管和第四功率管的连接点用于连接所述第二相绕组，所述第五功率管和第六功率管的连接点用于连接所述第三相绕组，所述第一功率管和第二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第一控制开关连接，所述第三功率管和第四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第二控制开关连接，所述第五功率管和第六功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第三控制开关连接；所述第九功率管和第十功率管的连接点用于连接所述第四相绕组，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点用于连接所述第五相绕组，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点用于连接所述第六相绕组，所述第九功率管和第十功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第四控制开关连接，所述第十一功率管和第十二功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第五控制开关连接，所述第十三功率管和第十四功率管的连接点与所述第七功率管和第八功率管的连接点通过第六控制开关连接。2.根据权利要求1所述的双三相电机容错驱动电路，其特征在于，所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第五桥臂、第六桥臂和第七桥臂的两端均设置有熔断器。3.根据权利要求1或2所述的双三相电机容错驱动电路，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关和第六控制开关均为双向晶闸管。4.根据权利要求1或2所述的双三相电机容错驱动电路，其特征在于，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管、第五功率管、第六功率管、第七功率管、第八功率管、第九功率管、第十功率管、第十一功率管、第十二功率管、第十三功率管和第十四功率管均为IGBT，并且均反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈西山，常乐，李宁，苏亚辉，汪世伟，古伟鹏，王勇，汪国培，程勋，
申请(专利权)人：河南森源重工有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41