电机故障保护系统和方法技术方案

本发明专利技术是电机故障保护系统和方法。揭示一种电机驱动系统，其包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路。驱动电路与该电源相连接，驱动电路包括至少一个开关装置。电机与驱动电路相连接，电机包括多个电机绕组，电机可被该驱动电路驱动。控制器在正常模式时，用于给驱动电路的至少一个开关提供第一开关信号。保护电路与控制器相连接，在故障模式时，保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供第二开关信号给驱动电路的至少一个开关装置，以用于在驱动电路和多个电机绕组之间重构电路回路。本发明专利技术还揭示了一种电机驱动方法。本发明专利技术揭示的电机驱动系统和电机驱动方法，可在驱动电路和电机之间重构电路回路，从而减小电机的反电动势。

【技术实现步骤摘要】
电机故障保护系统和方法
本专利技术公开的实施方式涉及电机故障保护系统和方法。
技术介绍
永磁电机广泛应用于多种系统，如电动汽车系统。永磁电机在运行时会产生反电动势。当永磁电机高速运行时，反电动势会大于直流母线上的电压，如果在这种条件下，控制器无法控制永磁电机，永磁电机将会工作在一种不可控发电运行模式。需要采用合适的控制或保护方法来避免电源，直流母线电容或电力开关器件被损坏。因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于上面提及的技术问题，本专利技术的一个方面在于提供一种电机驱动系统，其特征在于：该电机驱动系统包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路。该驱动电路与该电源相连接，该驱动电路包括至少一个开关装置。该电机与该驱动电路相连接，该电机包括多个电机绕组，该电机被该驱动电路驱动；该控制器在正常模式时，用于给该驱动电路的至少一个开关提供第一开关信号；该保护电路与该控制器相连接，在故障模式时，该保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供该第二开关信号给该驱动电路的至少一个开关装置，以用于在该驱动电路和该多个电机绕组之间构成电路回路。如上所述的电机驱动系统，其中，该电机包括永磁电机，该故障模式包括不可控发电运行模式，在该故障模式下，当电机转速高于预设速度值时，故障判断信号为故障值。如上所述的电机驱动系统，其中，该驱动电路包括直流/交流逆变器和至少一个接触器，该交流逆变器包括多个桥臂，每个桥臂包括一个上桥臂开关和一个下桥臂开关，该多个上桥臂开关共同连接到该电源的高电压端子，该多个下桥臂开关共同连接到该电源的低电压端子，相对应的上桥臂开关与下桥臂开关中间的节点与相对应的电机绕组相连接；该至少一个接触器与该电源相串联。该保护电路接收到为故障值的该故障判断信号，其中，该控制器提供的该第一开关信号被停止提供。该保护电路产生的该第二开关信号包括第一开通信号，打开信号和第二开通信号，其中，该第一开通信号提供给该上桥臂开关或该下桥臂开关，在该上桥臂开关或该下桥臂开关和该多个电机绕组中形成电路回路，该打开信号提供给该至少一个接触器用以切断该电源与该电机之间的电连接，该第二开通信号提供给该下桥臂开关或该上桥臂开关，在该下桥臂开关或该上桥臂开关和该多个电机绕组中形成电路回路。如上所述的电机驱动系统，其中，该驱动电路包括直流/直流变换器，直流/交流变换器和至少一个接触器，其中，该直流/直流变换器包括H桥，第一电感和第二电感；该H桥的左桥臂包括第一上桥臂开关和第一下桥臂开关相串联，该H桥的右桥臂包括第二上桥臂开关和第二下桥臂开关相串联；该第一电感连接在该电源的高电压端子和该第一上桥臂开关与该第一下桥臂开关中间的节点之间；该第二电感连接在该电源的高电压端子和该第二上桥臂开关与该第二下桥臂开关中间的节点之间；该至少一个接触器与该电源相串联。该保护电路接收到为故障值的该故障判断信号，其中，该控制器提供的该第一开关信号被停止提供；该保护电路产生的该第二开关信号包括关断信号，打开信号和开通信号，其中，该关断信号提供给该直流/交流逆变器的开关，该打开信号提供给该至少一个接触器用以切断该电源与该电机之间的电连接，该开通信号提供给该第一上桥臂开关和该第二下桥臂开关或者该开通信号提供给该第二上桥臂开关和该第一下桥臂开关，用以在该第一电感，该第二电感和该多个电机绕组之间形成电路回路。如上所述的电机驱动系统，其中，该驱动电路包括多个直流/直流变换器和至少一个接触器；该多个直流/直流变换器分别于电机的各个绕组相连接，每个直流/直流变换器包括一个上桥臂开关，一个下桥臂开关，一个电感和一个电容，每个上桥臂开关与相对应的电机绕组相连接，下桥臂开关共同连接到该电源的低电压端子，每个电感都连接在该电源和每个上桥臂开关与下桥臂开关中间相对应的节点之间，每个电容都连接在相对应的上桥臂开关和该电源的低电压端子之间；该至少一个接触器与该电源相串联。该保护电路接收到为故障值的该故障判断信号，其中，该控制器提供的该第一开关信号被停止提供；该保护电路产生的该第二开关信号包括开通信号，打开信号和关断信号，其中，该开通信号提供给每个直流/直流变换器的每个上桥臂开关，该打开信号提供给该至少一个接触器用以切断该电源与该电机之间的电连接，该关断信号提供给每个直流/直流变换器的每个下桥臂开关，用以在该每个上桥臂开关和该多个电机绕组之间形成电路回路。如上所述的电机驱动系统，其中，该控制器用于在电压控制环中实施一种比例谐振控制算法。本专利技术的另一个方面在于提供一种电机驱动方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：在正常模式下，提供第一开关信号给驱动电路；以及在故障模式下，提供第二开关信号给驱动电路用以在该驱动电路和多个电机绕组之间重构电路回路。如上所述的电机驱动方法，其中，该故障模式包括不可控发电运行模式；该电机驱动方法包括根据该第二开关信号减小电机的反电动势。如上所述的电机驱动方法，其中，该电机驱动方法包括停止提供控制器产生的该第一开关信号；以及在电机转速高于预设速度值的故障模式下使能保护电路。如上所述的电机驱动方法，其中，该电机驱动方法包括：提供第一开通信号给直流/交流逆变器的上桥臂开关或下桥臂开关；提供打开信号给至少一个接触器来切断电源；以及提供第二开通信号给直流/交流逆变器的下桥臂开关或上桥臂开关。如上所述的电机驱动方法，其中，该电机驱动方法包括同时提供该第一开通信号和该打开信号。如上所述的电机驱动方法，其中，该电机驱动方法包括：提供关断信号给该直流/交流逆变器的开关；提供打开信号给至少一个接触器来切断电源；以及提供开通信号给第一上桥臂开关和第二下桥臂开关或提供开通信号给第二上桥臂开关和第一下桥臂开关，用以导通第一电感和第二电感。如上所述的电机驱动方法，其中，该电机驱动方法包括：提供开通信号给每个直流/直流变换器的每个上桥臂开关；提供打开信号给至少一个接触器来切断电源；以及提供关断信号给每个直流/直流变换器的每个下桥臂开关。如上所述的电机驱动方法，其中，该电机驱动方法包括在电压环实施一种比例谐振控制算法。本专利技术的另一方面在于提供一种一种电动汽车动力系统，其特征在于：该电机驱动系统包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路；该驱动电路与该电源相连接，该驱动电路包括多个直流/直流变换器和至少一个接触器；该多个直流/直流变换器分别与电机的各个绕组相连接，每个直流/直流变换器包括一个上桥臂开关，一个下桥臂开关，一个电感和一个电容，每个上桥臂开关与相对应的电机绕组相连接，下桥臂开关共同连接到该电源的低电压端子，每个电感都连接在该电源和每个上桥臂开关与下桥臂开关中间相对应的节点之间，每个电容都连接在相对应的上桥臂开关和该电源的低电压端子之间；该至少一个接触器与该电源相串联；该电机与该驱动电路相连接，用于将电能转换为机械能；该控制器在正常模式时，用于给该驱动电路提供第一开关信号；该保护电路与该控制器相连接，在故障模式时，该保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供该第二开关信号给该驱动电路，以用于在该多个直流/直流变换器和该多个电机绕组之间构成电路回路。如上所述的电动汽车动力系统，其中，该保护电路接收到为故障值的故障判断信号，该控制器提供的该第一开关信号被停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动系统，其特征在于：该电机驱动系统包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路；该驱动电路与该电源相连接，该驱动电路包括至少一个开关装置；该电机与该驱动电路相连接，该电机包括多个电机绕组，该电机被该驱动电路驱动；该控制器在正常模式时，用于给该驱动电路的至少一个开关提供第一开关信号；该保护电路与该控制器相连接，在故障模式时，该保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供该第二开关信号给该驱动电路的至少一个开关装置，以用于在该驱动电路和该多个电机绕组之间构成电路回路。

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动系统，其特征在于：该电机驱动系统包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路；该驱动电路与该电源相连接，该驱动电路包括至少一个开关装置；该电机与该驱动电路相连接，该电机包括多个电机绕组，该电机被该驱动电路驱动；该控制器在正常模式时，用于给该驱动电路的至少一个开关提供第一开关信号；该保护电路与该控制器相连接，在故障模式时，该保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供该第二开关信号给该驱动电路的至少一个开关装置，以用于在该驱动电路的第一部分开关装置和该多个电机绕组之间构成电路回路且切断该电源与该电机之间的电连接，及用于在该电源与该电机之间的电连接被切断之后，在该驱动电路的第二部分开关装置和该多个电机绕组之间构成电路回路，使得所述第一部分开关装置和所述第二部分开关装置均同所述电机形成短路回路。2.如权利要求1所述的电机驱动系统，其中，该电机包括永磁电机，该故障模式包括不可控发电运行模式，在该故障模式下，当电机转速高于预设速度值时，该故障判断信号为故障值。3.如权利要求2所述的电机驱动系统，其中，该驱动电路包括直流/交流逆变器和至少一个接触器，该直流/交流逆变器包括多个桥臂，每个桥臂包括一个上桥臂开关和一个下桥臂开关，该多个上桥臂开关共同连接到该电源的高电压端子，该多个下桥臂开关共同连接到该电源的低电压端子，相对应的上桥臂开关与下桥臂开关中间的节点与相对应的电机绕组相连接；该至少一个接触器与该电源相串联；该保护电路接收到为故障值的该故障判断信号，该控制器提供的该第一开关信号被停止提供；该保护电路产生的该第二开关信号包括第一开通信号，打开信号和第二开通信号，其中，该第一开通信号提供给该上桥臂开关或该下桥臂开关，以在该上桥臂开关或该下桥臂开关和多个电机绕组中形成电路回路，该打开信号提供给该至少一个接触器用以切断该电源与该电机之间的电连接，该第二开通信号提供给该下桥臂开关或该上桥臂开关，以在该下桥臂开关或该上桥臂开关和该多个电机绕组中形成电路回路。4.一种电机驱动系统，其特征在于：该电机驱动系统包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路；该驱动电路与该电源相连接，该驱动电路包括至少一个开关装置；该电机与该驱动电路相连接，该电机包括多个电机绕组，该电机被该驱动电路驱动；该控制器在正常模式时，用于给该驱动电路的至少一个开关提供第一开关信号；该保护电路与该控制器相连接，在故障模式时，该保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供该第二开关信号给该驱动电路的至少一个开关装置，以用于在该驱动电路和该多个电机绕组之间构成电路回路；其中，该驱动电路包括直流/直流变换器，直流/交流变换器和至少一个接触器，其中，该直流/直流变换器包括H桥，第一电感和第二电感；该H桥的左桥臂包括串联连接的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关，该H桥的右桥臂包括串联连接的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关；该第一电感连接在该电源的高电压端子和该第一上桥臂开关与该第一下桥臂开关中间的节点之间；该第二电感连接在该电源的高电压端子和该第二上桥臂开关与该第二下桥臂开关中间的节点之间；该至少一个接触器与该电源相串联，该保护电路接收到为故障值的该故障判断信号，其中，该控制器提供的该第一开关信号被停止提供；该保护电路产生的该第二开关信号包括关断信号，打开信号和开通信号，其中，该关断信号提供给该直流/交流逆变器的开关，该打开信号提供给该至少一个接触器用以切断该电源与该电机之间的电连接，该开通信号提供给该第一上桥臂开关和该第二下桥臂开关，或者该开通信号提供给该第二上桥臂开关和该第一下桥臂开关，用以在该第一电感，该第二电感和该多个电机绕组之间形成电路回路。5.一种电机驱动系统，其特征在于：该电机驱动系统包括电源，驱动电路，电机，控制器和保护电路；该驱动电路与该电源相连接，该驱动电路包括至少一个开关装置；该电机与该驱动电路相连接，该电机包括多个电机绕组，该电机被该驱动电路驱动；该控制器在正常模式时，用于给该驱动电路的至少一个开关提供第一开关信号；该保护电路与该控制器相连接，在故障模式时，该保护电路基于故障判断信号产生第二开关信号并且提供该第二开关信号给该驱动电路的至少一个开关装置，以用于在该驱动电路和该多个电机绕组之间构成电路回路；其中，该驱动电路包括多个直流/直流变换器和至少一个接触器；该多个直流/直流变换器分别与电机的各个绕组相连接，每个直流/直流变换器包括一个上桥臂开关，一个下桥臂开关，一个电感和一个电容，每个上桥臂开关与相对应的电机绕组相连接，下桥臂开关共同连接到该电源的低电压端子，每个电感都连接在该电源和每个上桥臂开关与下桥臂开关中间相对应的节点之间，每个电容都连接在相对应的上桥臂开关和该电源的低电压端子之间；该至少一个接触器与该电源相串联，该保护电路接收到为故障值的该故障判断信号，其中，该控制器提供的该第一开关信号被停止提...

【专利技术属性】
技术研发人员：许飞，康鹏举，褚旭，黄宝明，吴恒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US