多相旋转电机的控制系统技术方案

提供了一种多相旋转电机的控制系统。所述控制系统通过对反相器的开关元件进行操作而控制多相旋转电机的输出，从而当所述反相器中出现故障时能够采取更为适当的措施。内燃机的转轴、发电机的转轴以及电机的转轴通过扭矩分裂机构相连。当所述反相器的开关元件发生短路时，所述控制系统执行故障保护处理以控制所述发电机的负荷扭矩，以防止所述内燃机的转轴的旋转处于非操作状态，这个旋转由所述电机的动力引起的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多相旋转电机的控制系统，通过操作反相器中的开关元件来控制多相旋转电机的输出。
技术介绍
在已知的控制系统中，通过操作反相器中的开关元件来控制三相电机的输出扭矩。这种控制系统中的反相器具有三个臂，这三个臂用于使三相电机的三个相中的每一个相与电源电压的正端或负端导通。在由这种系统执行的控制中，反相器中任意一个臂的开关元件发生短路都可能使电流流过该臂，从而导致扭矩波动或反相器发热值增大的风险。日本专利申请待审公开NO.6-319263提出了这样一种系统，该系统具有用于检测流过反相器的每一个臂的电流的装置。这种系统能够确定反相器的任意一个臂中的开关元件发生短路。该专利文献还建议在反相器与电源之间提供断路器电路，从而在发生短路时能够切断反相器与电源之间的电流流动。上文提到的常规系统具有断路器电路，所述断路器电路用于避免由短路造成的扭矩波动和发热的问题。然而，提供这种断路器电路可能会不容忽视地增加部件个数和反相器电路的尺寸。近来，一种针对混合机车的系统已经得到实际应用。在这种系统中，三相电机和三相发电机的转轴通过扭矩分裂机构而连接到内燃机的转轴。这种系统适于在停止内燃机时通过对反相器进行操作而控制三相电机的输出扭矩，而且适于使机车利用这个输出扭矩而行驶。此外，当内燃机在工作时，这种系统适于操作反相器以控制三相发电机所产生的功率量。同样，在上面的系统中，三相发电机的反相器中任意一个臂中发生短路都可能导致发电机的扭矩波动以及反相器发热值增大的问题。此外，当把发电机和电机的扭矩通过扭矩分裂机构传送到转轴时，内燃机的转轴甚至在内燃机停止时也会发生旋转，从而导致功率传送系统发生振动的风险。此外，当三相电机的反相器的任意一个臂中发生短路时，可能期望通过使用内燃机的输出扭矩作为驱动力而执行跛行回家(limp home)处理。然而，短路的发生可能会向三相电机引入负荷扭矩，从而使适当地把内燃机的输出扭矩传送到驱动轮变得困难。上述常规控制系统没有针对混合机车系统所涉及的问题采取措施。
技术实现思路
本专利技术考虑到上文提出的问题，其目的是提供一种多相旋转电机的控制系统，其中通过操作反相器的开关元件而控制多相旋转电机的输出。具体地，本专利技术的目的是提供一种多相旋转电机的控制系统，它能够更加适当地处理反相器的故障。为了实现上面的目的，本专利技术的一方面提供了一种用于控制第一旋转电机的转轴的扭矩的装置，第一旋转电机的转轴通过扭矩分裂机构与第二旋转电机的转轴以及内燃机的转轴机械地相连，所述扭矩分裂机构将来自内燃机的扭矩分裂给第一和第二旋转电机，第一旋转电机组成多相旋转电机。所述装置包括反相器，用于控制第一旋转电机的转轴的扭矩；确定组件，用于确定是否满足条件，所述条件被定义为所述反相器出现故障且所述内燃机处于非操作状态；以及限制组件，当所述确定组件确定满足所述条件时，所述限制组件通过对第一旋转电机的驱动状态进行操作以限制内燃机的转轴的旋转状态，其中所述旋转状态是由第二电机引起的并且通过所述扭矩分裂机构从第二旋转电机转移的。在上述配置中，所述反相器中的故障不允许对所述多相旋转电机(即第一旋转电机)的扭矩进行适当的控制。具体地，在这种情况下，当所述旋转电机操作时，动力(转轴的扭矩)通过扭矩分裂机构而被传送到所述内燃机的转轴。因此，即使在所述内燃机不操作时，其转轴也可以旋转。在这个方面，上文所述配置能够通过执行多相旋转电机的电条件操作(例如反相器发生故障时的故障保护处理)而限制转轴的旋转。因此，所述多相旋转电机的反相器故障能够适当地防止例如动力传输系统中出现振动的缺点。优选地，所述限制组件被配置为根据所述内燃机的转轴的旋转状态而限制所述内燃机的转轴的转速，使其不会落入大于零且小于所述内燃机空转转速的转速范围内。上述配置能够防止所述内燃机的转轴的转速落入转速大于零且小于空转转速的范围内。因此，可以适当地防止所述内燃机的转轴的转速变为正常操作条件下不应出现的转速。优选地，所述内燃机设置有用于抑制其振动的飞轮阻尼器，并且所述限制组件配置为对所述内燃机转轴的转速进行限制，从而防止所述转速处于和飞轮阻尼器的共振频率相对应的转速范围内。上述配置能够防止所述内燃机转轴的转速落入与所述共振频率相对应的转速范围内。因此能够适当地抑制在所述系统中引起的振动。优选地，所述限制组件配置为将第一旋转电机的转轴的扭矩设置为使内燃机转轴停止旋转的扭矩。上述配置能够控制所述多相旋转电机的转轴的扭矩，以便使所述内燃机的转轴停止旋转。因此能够适当地避免伴随所述内燃机转轴的旋转的缺点。优选地，所述限制组件配置为通过对所述反相器的开关元件进行开关操作而限制所述内燃机的转轴的转速。上述配置利用反相器开关元件的操作而实现了上述限制，从而可在执行故障保护处理时维持所述多相旋转电机中的电流的连续性。因此，能够适当地避免由于对所述多相旋转电机中的电流强制归零而可能引起的弧电流的产生。另一方面，本专利技术提供了一种控制系统，通过对反相器的开/关状态进行操作而控制多相旋转电机的输出，所述反相器包括多个相臂，每一个相臂都包括能够分别被接通/断开的多个开关元件，所述系统包括确定组件，用于确定是否满足条件，所述条件被定义为任意一个相的任意一个开关元件引起短路且所述多相旋转电机以大于预定速度的速度而旋转；以及控制组件，用于在所述确定组件确定满足所述条件时，执行控制以使所有其它开关元件处于接通状态，所述其它开关元件属于没有发生短路的相臂且与发生短路故障的开关元件所连接的电通路相连。上面的配置允许在所述转速等于或大于预置速度时，经过与短路的开关元件相连的反相器输入端，在所有相中发生短路。因此，流过所述多相旋转电机的电流变为因反电动势而流动的电流。在这种情况下，所述反电动势实质上与所述电流正交。结果，可以防止流过所述多相旋转电机的电流的值变大，可以防止所述多相旋转电机的扭矩的绝对值变大，而且可以防止所述扭矩产生波动。另一方面，本专利技术提供了一种控制装置，通过对反相器的开/关状态进行操作而控制多相旋转电机的输出，所述反相器包括多个相臂，每一个相臂都包括能够分别被接通/断开的多个开关元件，所述装置包括确定组件，用于确定是否满足条件，所述条件被定义为任意一个相臂的任意一个开关元件引起短路故障；以及控制组件，用于在所述确定组件确定满足所述条件时，执行控制以使所有其它开关元件处于接通状态，所述其它开关元件属于没有发生短路的相且与发生短路故障的开关元件所连接的电通路相连。在开关元件中出现故障时，上述配置能够适当地防止所述多相旋转电机的输出扭矩或流过所述多相旋转电机的电流变得过大。另一方面，本专利技术提供了一种控制装置，通过对反相器的开/关状态进行操作而控制多相旋转电机的输出，所述反相器包括多个相臂，每一个相臂都包括能够分别被接通/断开的多个开关元件，所述装置包括导电器件，电连接在所述多相旋转电机与所述反相器之间，并且在两者之间选择性地导通或不导通；确定组件，确定是否满足条件，所述条件被定义为任意一个相臂的任意一个开关元件引起短路故障；以及控制组件，用于在所述确定组件确定满足所述条件时，控制所述导电器件进入非导通状态。当确定出现故障时，上述配置把所述多相旋转电机与所述反相器之间切断，使所述多相旋转电机的相之间隔离。因此能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制第一旋转电机的转轴的扭矩的装置，第一旋转电机的转轴通过扭矩分裂机构与第二旋转电机的转轴以及内燃机的转轴机械相连，所述扭矩分裂机构把来自所述内燃机的扭矩分裂给第一和第二旋转电机，第一旋转电机组成多相旋转电机，所述装置包括：反相器，用于控制第一旋转电机的转轴的扭矩；确定组件，用于确定是否满足条件，所述条件被定义为所述反相器出现故障且所述内燃机处于非操作状态；以及限制组件，当所述确定组件确定满足所述条件时，对第一旋转电机的驱动状态进行操作，以限制内燃机的转轴的旋转状态，其中所述状态是由第二电机引起的并且通过扭矩分裂机构从第二旋转电机转移的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：辻浩也，川崎新五，宫地准二，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]