主动短路控制方法、电机控制器及电机控制系统技术方案

本申请提供一种主动短路控制方法、电机控制器及电机控制系统，该方法适用于T型三电平逆变器。T型三电平逆变器包括并联的三相电路，一相电路包括一个竖桥和一个横桥，竖桥的上、下桥臂串联后并联于直流电源两端，横桥桥臂一端连接参考地，另一端连接竖桥的上、下桥臂的串联连接点，直流电源的正/负极分别通过一个电容连接参考地，各竖桥上、下桥臂的串联连接点连接电机。该方法包括：控制三相电路的竖桥和横桥中开关管的通断，以将直流电变换为三相交流电供给电机使用；当T型三电平逆变器进入主动短路工作模式时，导通每相电路同一桥臂的开关管，并关断每相电路其他桥臂的开关管以短路电机。本申请可提高T型三电平逆变器的安全性和可靠性。性和可靠性。性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
主动短路控制方法、电机控制器及电机控制系统


[0001]本申请涉及电机控制
，尤其涉及一种主动短路控制方法、电机控制器及电机控制系统。

技术介绍

[0002]近几年，汽车引起的环境问题越来越受到重视，为了解决汽车尾气排放带来的环境压力，汽车制造商不遗余力地开发新能源汽车，特别是电动汽车。其中，电机控制器作为电动汽车电机系统的核心部件，具备实现直流电和交流电的相互转换的功能。具体地，电机控制器可以在电动汽车正常行驶时将动力电池的直流电逆变成三相交流电，为电机提供电源并控制电机输出转矩以驱动车辆行驶。在电动汽车滑行或制动过程中，电机控制器可以控制电机运行于馈电模式，将动能转换成电能给动力电池充电，以提升电动汽车的纯电续航里程。专利技术人在研究过程中发现，可采用T型三电平逆变器作为电机控制器，用于实现直流电与交流电的相互转换。
[0003]其中，由于电机运行过程存在反电势的特性，新能源汽车在行驶过程中如果出现电机转速异常及控制不良等情况，极有可能出现电机的反电势高于电机输入电压，从而引发反电势通过T型三电平逆变器倒灌动力电池，造成动力电池及相关高压器件的损坏。因此，如何在出现此类故障时，控制电机进入安全状态成为当前亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种主动短路控制方法、电机控制器及电机控制系统，可提高用于电机控制系统的T型三电平逆变器的安全性和可靠性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种主动短路控制方法，该主动短路控制方法适用于T型三电平逆变器。其中，T型三电平逆变器包括并联的三相电路，且三相电路中每一相电路中包括一个竖桥和一个横桥。竖桥的上桥臂和下桥臂串联后并联于直流电源两端，横桥的桥臂一端连接参考地，横桥的另一端连接竖桥的上桥臂与下桥臂的串联连接点，直流电源的正极通过第一分压电容连接参考地，直流电源的负极通过第二分压电容连接参考地，T型三电平逆变器中各竖桥的上桥臂与下桥臂的串联连接点连接电机。具体地，该方法包括：控制T型三电平逆变器中三相电路的竖桥和横桥中桥臂的开关管的导通或者关断，以将直流电源输出的直流电变换为三相交流电以提供给电机使用。当T型三电平逆变器进入主动短路工作模式时，导通T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断每相电路中其他桥臂的开关管，以短路电机，也就是说，使得电机进入短路保护模式。
[0006]在本申请实施例中，当T型三电平逆变器进入主动短路工作模式时，通过导通T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断每相电路其他桥臂内的开关管，可以短路上述电机，实现对T型三电平逆变器的主动短路控制，提高了T型三电平逆变器的安全性和可靠性。
[0007]结合第一方面，在第一种可行的实现方式中，通过导通T型三电平逆变器中每相电
路横桥中桥臂的开关管，同时关断每相电路竖桥中上桥臂和下桥臂的开关管，可短路上述电机，操作简便。
[0008]结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，当竖桥中上桥臂的开关管的通流能力较强时，通过导通T型三电平逆变器中每相电路竖桥中上桥臂的开关管，同时关断每相电路竖桥中下桥臂和横桥中桥臂的开关管，同样可以短路电机，以保证系统安全。
[0009]结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，当竖桥中下桥臂的开关管的通流能力较强时，通过导通T型三电平逆变器中每相电路竖桥中下桥臂的开关管，同时关断每相电路竖桥中上桥臂和横桥中桥臂的开关管，即可短路电机，提高主动短路的多样性。
[0010]结合第一方面，在第四种可能的实施方式中，通过关断T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，并交替互补导通每相电路竖桥中上桥臂的开关管和每相电路竖桥中下桥臂的开关管，可短路电机，实现对T型三电平逆变器的主动短路控制。其中，T型三电平逆变器各相电路中竖桥的上桥臂中开关管同时导通或者同时关断。
[0011]在本申请实施例中，当T型三电平逆变器进入主动短路工作模式时，导通的开关管中需要流过很大的短路电流。其中，若开关管通流能力不足，则极易引起开关管过热损毁。因此，当各相电路竖桥中上/下桥臂所采用的开关管的通流能力较弱时，可通过控制T型三电平逆变器每相电路中上桥臂的开关管和下桥臂的开关管交替互补导通，以使得上桥臂中的开关管与下桥臂中的开关管交替发热，避免仅保持单一侧(例如上桥臂或下桥臂)开关管同时导通的主动短路方案时，引起开关管过热损坏。
[0012]结合第一方面第一种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，当检测到三相电路中任一横桥断路时，关断T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，并交替互补导通每相电路竖桥中上桥臂的开关管和每相电路竖桥中下桥臂的开关管。其中，T型三电平逆变器各相电路中竖桥的上桥臂中开关管同时导通或者同时关断。
[0013]在本申请实施例中，当检测到T型三电平逆变器的三相电路中任一横桥断路时，通过关断每相电路横桥中桥臂的开关管，并在每个信号控制周期内交替互补导通每相电路竖桥中上桥臂的开关管和每相电路竖桥中下桥臂的开关管，可将交替互补导通上下桥臂中的开关管方案作为T型三电平逆变器的横桥故障时的备份主动短路方案，进一步保障电机控制系统的安全，以及提高电机控制系统的可靠性。
[0014]结合第一方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，当三相电路中任一横桥的桥臂包括的任一开关管断路时，确定检测到三相电路中任一横桥断路。
[0015]结合第一方面第五种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，当三相电路中任一横桥内的连线断路时，确定检测到三相电路中任一横桥断路。
[0016]结合第一方面至第一方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第八种可能的实施方式中，当接收到整车控制器发送的主动短路指令时，确定T型三电平逆变器进入主动短路工作模式。
[0017]结合第一方面至第一方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第九种可能的实施方式中，当检测到直流电源的输出异常时，确定T型三电平逆变器进入主动短路工作模式。
[0018]结合第一方面至第一方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第十种可能的实施方式中，当检测到电机的转速超过预设转速阈值时，确定T型三电平逆变器进入主动短路
工作模式。
[0019]结合第一方面至第一方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第十一种可能的实施方式中，当检测到三相电路中任一相电路包括的任一开关管短路时，确定T型三电平逆变器进入主动短路工作模式。
[0020]结合第一方面第十一种可能的实施方式，在第十二种可能的实施方式中，当任一开关管为任一相电路横桥的桥臂中的开关管时，导通T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，同时关断每相电路竖桥中上桥臂和下桥臂的开关管。
[0021]结合第一方面第十一种可能的实施方式，在第十三种可能的实施方式中，当任一开关管为任一相电路竖桥的上桥臂中的开关管时，导通T型三电平逆变器中每相电路竖桥中上桥臂的开关管，同时关断每相电路竖桥中下桥臂和横桥中桥臂的开关管。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动短路控制方法，所述主动短路控制方法适用于T型三电平逆变器，所述T型三电平逆变器包括并联的三相电路，所述三相电路中每一相电路中包括一个竖桥和一个横桥，所述竖桥的上桥臂和下桥臂串联后并联于直流电源两端，所述横桥的桥臂一端连接参考地，所述横桥的另一端连接所述竖桥的上桥臂与下桥臂的串联连接点，所述直流电源的正极通过第一分压电容连接所述参考地，所述直流电源的负极通过第二分压电容连接所述参考地，所述T型三电平逆变器中各竖桥的上桥臂与下桥臂的串联连接点连接电机，其特征在于，所述方法包括：控制所述T型三电平逆变器中三相电路的竖桥和横桥中桥臂的开关管的导通或者关断，以将所述直流电源输出的直流电变换为三相交流电以提供给所述电机使用；当所述T型三电平逆变器进入主动短路工作模式时，导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，以使得所述电机进入短路保护模式。2.根据权利要求1所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：导通所述T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，同时关断所述每相电路竖桥中上桥臂和下桥臂的开关管。3.根据权利要求1所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：导通所述T型三电平逆变器中每相电路竖桥中上桥臂的开关管，同时关断所述每相电路竖桥中下桥臂和横桥中桥臂的开关管。4.根据权利要求1所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：导通所述T型三电平逆变器中每相电路竖桥中下桥臂的开关管，同时关断所述每相电路竖桥中上桥臂和横桥中桥臂的开关管。5.根据权利要求1所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：关断所述T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，并交替互补导通所述每相电路竖桥中上桥臂的开关管和所述每相电路竖桥中下桥臂的开关管；其中，所述T型三电平逆变器各相电路中竖桥的上桥臂中开关管同时导通或者同时关断。6.根据权利要求2所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到所述三相电路中任一横桥断路时，关断所述T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，并交替互补导通所述每相电路竖桥中上桥臂的开关管和所述每相电路竖桥中下桥臂的开关管；其中，所述T型三电平逆变器各相电路中竖桥的上桥臂中开关管同时导通或者同时关断。7.根据权利要求1所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到所述三相电路中任一相电路包括的任一开关管短路时，确定所述T型三电平逆变器进入主动短路工作模式。
8.根据权利要求7所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：当所述任一开关管为所述任一相电路横桥的桥臂中的开关管时，导通所述T型三电平逆变器中每相电路横桥中桥臂的开关管，同时关断所述每相电路竖桥中上桥臂和下桥臂的开关管。9.根据权利要求7所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：当所述任一开关管为所述任一相电路竖桥的上桥臂中的开关管时，导通所述T型三电平逆变器中每相电路竖桥中上桥臂的开关管，同时关断所述每相电路竖桥中下桥臂和横桥中桥臂的开关管。10.根据权利要求7所述的主动短路控制方法，其特征在于，所述导通所述T型三电平逆变器中每相电路同一桥臂的开关管，并关断所述每相电路其他桥臂的开关管，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：封宁波，章雪亮，陈跃，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：