用于逆变器的电路制造技术

一种用于多相桥式逆变器的电路，多相桥式逆变器具有布置成联接到第一电源母线的多个高侧开关和布置成联接到第二电源母线的多个低侧开关，其中多相逆变器布置成控制电动马达的线圈绕组中的电流，并且其中DC链路电容器联接在第一电源母线和第二电源母线之间，电路包括串联地联接在第一电源母线和第二电源母线之间并且与DC链路电容器并联的第一阻抗和第二阻抗，以及联接在第一阻抗和第二阻抗之间的装置，所述装置用于在发生第一预定条件时将来自第一阻抗和第二阻抗之间的联接的电压提供给所述多个低侧开关，以将所述多个低侧开关置于闭合电路配置，从而允许将电动马达的线圈绕组置于短路配置。组置于短路配置。组置于短路配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于逆变器的电路


[0001]本专利技术涉及一种电路，尤其是一种用于用来控制电动马达的线圈绕组中的电流的逆变器的电路。

技术介绍

[0002]电动马达基于如下原理工作，即当存在磁场时载流导线将会受到力。当载流导线垂直于磁场放置时，载流导线上的力与磁场的通量密度成比例。通常，在电动马达中，载流导线上的力被形成为旋转扭矩。
[0003]已知类型的电动马达的示例包括感应马达、无刷永磁马达、开关磁阻马达和同步滑环马达，其具有转子和定子，如本领域技术人员所公知的。
[0004]用于永磁马达的转子通常包括多个永磁体，其中所述多个永磁体安装在转子护铁上或转子护铁中，使得磁场围绕转子的圆周在极性上交替。当转子相对于定子旋转时，所述多个永磁体布置成扫过安装在定子上的线圈绕组的端部。线圈绕组中的电流的适当切换允许永磁体的磁极的同步吸引和排斥，以产生转子的旋转。
[0005]然而，当转子相对于线圈绕组旋转时，产生反电动势，也称为反EMF，其与初始施加的电压相反，并因此作用于引起转子旋转的电流，从而限制转子的最大旋转速度。为了增加永磁电动马达的最大旋转速度，使用了磁场减弱。然而，磁场减弱能够导致由转子相对于线圈绕组旋转而产生的反EMF增加到比用于在线圈绕组中产生电流的DC总线电平大的电平。
[0006]如果在电动马达系统中发生故障，例如在电动马达和/或电动马达电源中发生导致诸如电池之类的电源被断开以避免在正电源母线轨上出现高的反EMF电压的故障，则电动马达可以被置于短路操作模式，也称为主动短路模式，由此所有线圈绕组使用逆变器中的开关连接到负电源母线轨，或者可替换地，所有线圈绕组连接到正电源母线轨。结果，将会在线圈绕组两端施加反EMF，从而保护逆变器和连接到电源母线(也称为高压母线)的诸如DC链路电容器之类的任何其它部件免受过电压。
[0007]为了说明的目的，图1示出了已知的电动马达系统，其具有联接到第一母线11和第二母线12的电池10，第一母线和第二母线又联接到DC链路电容器13和具有三个高侧逆变器开关14和三个低侧逆变器开关15的三相逆变器。如图1所示，高侧逆变器开关14联接到第一母线11(即正母线)，而低侧逆变器开关15联接到第二母线12(即负母线)。每个高侧和低侧开关组合形成逆变器的支路，其中逆变器的每个支路联接到三相电动马达的一个线圈绕组16。
[0008]各个低侧逆变器开关中的每一个联接到例如12伏或24伏的低压电源轨(未示出)，其布置成在识别出电动马达系统内的故障时闭合低侧逆变器开关，从而将逆变器置于主动短路模式。
[0009]然而，如果电源/电池断开并且低压电源轨失效，则逆变器不能被置于主动短路模式，从而使逆变器、DC链路电容器和电池暴露于由来自电动马达的反EMF所导致的潜在过电压情况。
[0010]为了解决这个问题，对于关键驱动系统，通常使用备用的低压电源轨。然而，备用的低压电源轨具有两个潜在的缺点，一是花费一些时间来“唤醒”，二是将增加驱动系统的总成本。
[0011]希望改善这种情况。

技术实现思路

[0012]根据本专利技术的一个方面，提供了一种根据所附权利要求的电路。
[0013]所要求保护的本专利技术具有在不需要附加低压源的情况下保证主动短路模式的操作的优点，其中电路是紧凑的、低成本的并且易于集成到电动马达系统中。
附图说明
[0014]现在将通过示例的方式参考附图描述本专利技术，其中：图1示出了现有技术的电动马达系统；图2示出了根据本专利技术的实施例的转子的分解图；图3示出了根据本专利技术的实施例的转子；图4示出了根据本专利技术的实施例的控制装置；图5示出了根据本专利技术的实施例的控制装置的分解图；图6示出了现有技术的逆变器；图7示出了根据本专利技术的第一实施例的电动马达系统；图8示出了根据本专利技术的第二实施例的电动马达系统；图9示出了与本专利技术的实施例相关联的电特性。
具体实施方式
[0015]所描述的本专利技术的实施例用于与电动马达系统一起使用的电路，其中所述电路用于在用于电动马达系统的电源/电池与电动马达系统高压母线断开之后控制逆变器的配置和操作。逆变器布置成控制电动马达的线圈绕组内的电流。特别地，本专利技术的实施例布置成在用于电动马达系统的电源/电池与电动马达系统高压母线断开时将电动马达系统置于短路配置。
[0016]为了本实施例的目的，电动马达用于车辆的车轮中，然而电动马达可以位于车辆内的任何地方。马达是具有一组线圈的类型，所述一组线圈是附接到车辆的定子的一部分，被承载有附接到车轮的一组磁体的转子径向包围。为了避免疑惑，本专利技术的各个方面同样适用于具有相同布置的发电机。因此，电动马达的定义旨在包括发电机。此外，本专利技术的一些方面可应用于具有居中地安装在径向包围的线圈内的转子的布置。如本领域技术人员所理解的，本专利技术可应用于其它类型的电动马达。
[0017]为了本实施例的目的，如图2和图3所示，轮内电动马达包括定子252，其包括散热器253、多个线圈254、安装在散热器253上位于定子的后部上以驱动线圈的两个控制装置400、以及安装在定子上位于控制装置400的内径内的环形电容器，所述环形电容器也称为DC链路电容器。线圈254形成在定子齿叠片上以形成线圈绕组。定子罩256安装在定子252的后部上，包围控制装置400以形成定子252，然后定子可以固定到车辆上并且在使用期间不
相对于车辆旋转。
[0018]每个控制装置400包括两个逆变器410和控制逻辑420，控制逻辑在本实施例中包括用于控制逆变器410的操作的处理器，这在图4中示意性地示出。
[0019]尽管为了本实施例的目的，轮内电动马达包括两个控制装置，其中每个控制装置包括用于控制逆变器的操作的控制逻辑，换句话说，控制器，但是可以使用控制逻辑和逆变器组合的任何配置，包括远离电动马达放置控制逻辑和/或逆变器。
[0020]环形电容器联接在逆变器410和电动马达的DC电源两端，用于减小电动马达的电源线(也称为DC母线)上的电压纹波，并且用于减小电动马达运行期间的电压过冲。为了减小的电感，电容器安装成与控制装置400相邻。
[0021]转子240包括前部220和形成盖的圆柱形部221，所述盖基本上包围定子252。转子包括围绕圆柱形部221的内侧布置的多个永磁体242。为了本实施例的目的，32个磁体对安装在圆柱形部221的内侧上。然而，可以使用任何数量的磁体对。
[0022]磁体非常接近定子252上的线圈绕组，使得由线圈产生的磁场与围绕转子240的圆柱形部221的内侧布置的磁体242相互作用，以使转子240旋转。由于使用永磁体242来产生用于驱动电动马达的驱动扭矩，因此永磁体通常被称为驱动磁体。
[0023]转子240通过轴承座223附接到定子252。轴承座223可以是标准轴承座，如在这个马达组件将被固定到的车辆中所使用的那样。轴承座包括两个部分，第一部分固定到定子，第二部分固定到转子。轴承座固定到定子252的壁的中心部253，并且还固定到转子240本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于多相桥式逆变器的电路，所述多相桥式逆变器具有布置成联接到第一电源母线的多个高侧开关和布置成联接到第二电源母线的多个低侧开关，其中所述多相逆变器布置成控制电动马达的线圈绕组中的电流，并且其中DC链路电容器联接在所述第一电源母线和所述第二电源母线之间，所述电路包括串联地联接在所述第一电源母线和所述第二电源母线之间并且与所述DC链路电容器并联的第一阻抗和第二阻抗，以及联接在所述第一阻抗和所述第二阻抗之间的装置，所述装置用于在发生第一预定条件时将来自所述第一阻抗和所述第二阻抗之间的联接的电压提供到所述多个低侧开关，以将所述多个低侧开关置于闭合电路配置，以允许将电动马达的线圈绕组置于短路配置，或者在发生第一预定条件时提供到所述多个高侧开关，以将所述多个高侧开关置于闭合电路配置，以允许将电动马达的线圈绕组置于短路配置。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一阻抗是第一电容器，并且所述第二阻抗是第二电容器。3.根据权利要求1或2所述的电路，其中所述第一电容器是高压电容器，并且所述第二电容器是低压电容器。4.根据前述权利要求中任一项所述的电路，还包括控制器和第一开关，其中，所述开关联接在所述第一电源母线和所述第一阻抗之间，并且所述控制器布置成在第二预定条件时闭合所述开关。5.根据权利要求4所述的电路，其中所述第一预定条件是所述第一开关的闭合。6.根据权利要求4或5所述的电路，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔，
申请(专利权)人：普罗蒂恩电子有限公司，
类型：发明
国别省市：