用于五相永磁电机的可重新配置的绕组连接制造技术

技术编号:22567782 阅读:87 留言:0更新日期:2019-11-16 13:14
本公开提供了“用于五相永磁电机的可重新配置的绕组连接”。一种车辆包括具有开式绕组的五相电机,所述开式绕组在每侧由逆变器的相桥驱动。控制器监测开路绕组。响应于检测到高于预定速度阈值的开路绕组,所述控制器操作所述逆变器以按正方形配置驱动未开路的所述绕组。

Reconfigurable winding connection for five phase permanent magnet motor

The present disclosure provides \reconfigurable winding connections for five phase permanent magnet motors.\. A vehicle includes a five phase motor with an open winding driven on each side by a phase bridge of an inverter. The controller monitors the open circuit winding. In response to the detection of an open winding above a predetermined speed threshold, the controller operates the inverter to drive the open winding in a square configuration.

【技术实现步骤摘要】
用于五相永磁电机的可重新配置的绕组连接
本申请一般涉及一种用于在绕组中的一者开路时操作五相永磁机器的系统。
技术介绍
混合动力电动车辆和电动车辆使用电能来推进。典型的混合动力和电动动力传动系统利用三相马达和逆变器来提供推进力。这样的系统很好理解,并且组件易于获得。在诸如开路绕组的异常操作条件下,可以关闭这种系统以防止降级的操作。例如,当绕组或连接中的一者开路时,电流不能流到该绕组,并且马达的扭矩特性可能改变。典型的响应是停止操作三相马达,这可以防止车辆完成驾驶循环。
技术实现思路
一种车辆包括一对逆变器,每个逆变器具有五个相桥,所述相桥在五相电机的绕组的相对端处电耦合。所述车辆还包括控制器,所述控制器被编程以操作所述逆变器以按星形配置驱动所述绕组,并且响应于检测到所述绕组中的一者中的开路以及所述电机的速度超过阈值,操作所述逆变器以按正方形配置驱动所述其余绕组。所述控制器还可以被编程以通过致使所述逆变器中的一者中的开关装置将所述绕组中的每一者的相关端连接到公共导体来操作所述逆变器以按所述星形配置驱动所述绕组。所述控制器还可以被编程以通过致使所述逆变器中的所述一者的每个相桥的电压输出与所述绕组的与耦合到所述公共导体的所述端相对的一端相关联来控制所述电机的扭矩输出。所述电压输出的振幅可以大于在没有检测到所述绕组中的所述一者的所述开路的情况下施加的电压振幅。所述控制器还可以被编程以通过控制所述逆变器的每个相桥的电压输出使得施加到所述绕组的电压就像所述绕组以环路物理连接一样,来操作所述逆变器以按所述正方形配置驱动所述其余绕组,在所述环路中所述绕组中的每一者电耦合到另外两个绕组。每个相桥的所述电压输出的振幅可以小于在没有检测到所述绕组中的所述一者的所述开路的情况下施加的电压振幅。所述控制器还可以被编程以操作所述逆变器以向所述绕组中的所述一者提供零电压。所述阈值可以是按所述星形配置驱动的所述电机的最大扭矩等于按所述正方形配置驱动的所述电机的最大扭矩时的速度。所述控制器还可以被编程以响应于所述电机的所述速度下降到低于所述阈值,同时检测到所述绕组中的所述一者的所述开路,操作所述逆变器以按所述星形配置驱动所述其余绕组。一种方法包括操作一个或多个逆变器以按星形配置驱动五相电机的绕组。所述方法还包括响应于检测到所述绕组中的一者的开路以及所述电机的速度超过阈值,从操作所述逆变器以按所述星形配置驱动所述绕组改变为操作所述逆变器以按正方形配置驱动未开路的所述绕组。所述方法还可以包括响应于所述速度下降到低于所述阈值,同时所述绕组中的所述一者是开路的,从操作所述逆变器以按所述正方形配置驱动未开路的所述绕组改变为操作所述逆变器以按所述星形配置驱动未开路的所述绕组。所述阈值可以是按所述星形配置操作的所述电机的最大扭矩等于按所述正方形配置操作的所述电机的最大扭矩时的速度。按所述星形配置操作所述电机可以包括操作所述逆变器中的一者以将所述绕组中的每一者选择性地耦合到公共中性点。操作所述逆变器以按所述正方形配置驱动所述绕组可以包括操作所述一个或多个逆变器,使得施加到所述绕组的电压就像所述绕组以环路物理连接一样,在所述环路中所述绕组中的每一者电耦合到另外两个绕组。一种电气化动力传动系统包括具有五相绕组的电机和具有相桥的一个或多个逆变器,所述相桥电耦合到所述绕组的每一端。所述电气化动力传动系统还包括控制器,所述控制器被编程以响应于所述绕组中的一者为开路的,从操作所述逆变器以按星形配置驱动所述绕组改变为操作所述逆变器以按正方形配置驱动所述绕组。所述控制器还可以被编程以通过致使所述逆变器中的一者中的开关装置将所述绕组中的每一者的相关端连接到公共点来操作所述逆变器以按所述星形配置驱动所述绕组。所述控制器还可以被编程以通过致使所述逆变器中的所述一者的相桥中的每一者的电压输出与所述绕组的未耦合到所述公共点的一端相关联来控制所述电机的扭矩输出。所述控制器还可以被编程以通过操作所述一个或多个逆变器使得施加到所述绕组的电压就像所述绕组以环路物理连接一样,来按所述正方形配置操作所述逆变器,在所述环路中所述绕组中的每一者电耦合到另外两个绕组。每个相桥的电压输出的振幅可以小于当所述绕组中的所述一者未开路时的电压振幅。所述控制器还可以被编程以响应于所述电机的速度超过阈值而从操作所述逆变器以按所述星形配置驱动所述绕组改变为操作所述逆变器以按所述正方形配置驱动所述绕组,所述阈值是按所述星形配置驱动的所述电机的最大扭矩等于按所述正方形配置驱动的所述电机的最大扭矩时的预定速度。附图说明图1是示出动力传动系统和能量存储组件的包括电机的电气化车辆的图。图2是具有开式绕组的五相电机的图,所述开式绕组由耦合在绕组的相对端处的逆变器控制。图3示出了按星形配置连接的绕组。图4示出了按正方形配置连接的绕组。图5示出了正常操作并且开路绕组按星形配置和正方形配置进行配置的情况下的电机的扭矩速度曲线。图6示出了正常操作并且开路绕组利用本文中公开的控制策略操作的情况下的电机的扭矩-速度曲线。图7是用于在存在开路绕组的情况下操作电机和逆变器的可能的指令序列的流程图。具体实施方式本文中描述了本公开的实施例。然而,应理解,所公开的实施例仅仅是示例,并且其他实施例可以采用多种和替代形式。附图不一定按比例绘制;一些特征可能会被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此,本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的,而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式使用本专利技术的代表性基础。如本领域技术人员将理解,参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而,对于特定应用或实现方式,可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。图1示出了可以被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电气化车辆112。插电式混合动力电动车辆112可以包括机械地耦合到混合动力变速器116的一个或多个电机114。电机114可以能够作为马达或发电机操作。此外,混合动力变速器116机械地耦合到发动机118。混合动力变速器116还机械地耦合到驱动轴120,所述驱动轴机械地耦合到车轮122。电机114可以在发动机118打开或关闭时提供推进和减速能力。电机114还可以充当发电机,并且可以通过回收通常将在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。电机114还可以通过允许发动机118以更有效的速度操作以及允许在某些条件下在发动机118关闭的情况下以电动模式操作混合动力电动车辆112来减少车辆排放。电气化车辆112也可以是电池电动车辆(BEV)。在BEV配置中,发动机118可以不存在。牵引电池或电池组124存储可以由电机114使用的能量。车辆电池组124可以提供高压直流(DC)输出。牵引电池124可以电耦合到一个或多个电力电子模块126(也可以称为牵引逆变器)。一个或多个接触器142可以在断开时将牵引电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆,所述车辆包括:/n一对逆变器,每个逆变器具有五个相桥,所述相桥在五相电机的绕组的相对端处电耦合;以及/n控制器,所述控制器被编程以操作所述逆变器以按星形配置驱动所述绕组,并且响应于检测到所述绕组中的一者中的开路以及所述电机的速度超过阈值,操作所述逆变器以按正方形配置驱动所述其余绕组。/n

【技术特征摘要】
20180508 US 15/974,1661.一种车辆,所述车辆包括:
一对逆变器,每个逆变器具有五个相桥,所述相桥在五相电机的绕组的相对端处电耦合;以及
控制器,所述控制器被编程以操作所述逆变器以按星形配置驱动所述绕组,并且响应于检测到所述绕组中的一者中的开路以及所述电机的速度超过阈值,操作所述逆变器以按正方形配置驱动所述其余绕组。


2.如权利要求1所述的车辆,其中所述控制器还被编程以通过致使所述逆变器中的一者中的开关装置将所述绕组中的每一者的相关端连接到公共导体来操作所述逆变器以按所述星形配置驱动所述绕组。


3.如权利要求2所述的车辆,其中所述控制器还被编程以通过致使所述逆变器中的所述一者的每个相桥的电压输出与所述绕组的与耦合到所述公共导体的所述端相对的一端相关联来控制所述电机的扭矩输出。


4.如权利要求3所述的车辆,其中所述电压输出的振幅大于在没有检测到所述绕组中的所述一者的所述开路的情况下施加的电压振幅。


5.如权利要求1所述的车辆,其中所述控制器还被编程以通过控制所述逆变器的每个相桥的电压输出使得施加到所述绕组的电压就像所述绕组以环路物理连接一样,来操作所述逆变器以按所述正方形配置驱动所述其余绕组,在所述环路中所述绕组中的每一者电耦合到另外两个绕组。


6.如权利要求5所述的车辆,其中每个相桥的所述电压输出的振幅小于在没有检测到所述绕组中的所述一者的所述开路的情况下施加的电压振幅。


7.如权利要求1所述的车辆,其中所述控制器还被编程以操作所述逆变器以向所述绕组中的所述一者提供零电压。


8.如权利要求1所述的车辆,其中所述阈值是按所述星形配置驱动的所述电机的最大扭矩等于按所述正方形配置驱动的所述电机的最大扭矩时的速度。


9.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:李思龙徐炜王激尧
申请(专利权)人:福特全球技术公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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