[发明专利]双电机容错型逆变器

说明书

本发明公开了一种双电机容错型逆变器，包括直流母线、电容、六个开关管桥臂、两个电机和两个电机中性点连接线。第一电机的三相分别与第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂的中点连接，第二电机的三相分别于第四桥臂、第五桥臂、第六桥臂的中点连接，两个电机的中性点互相连接。本发明提供的用于双电机容错型逆变器拓扑结构，除了双电机正常驱动运行外，还实现了在电机的一相绕组或逆变器的一个桥臂发生故障时双电机的容错运行。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种双电机容错型逆变器及其容错控制方法。

背景技术

目前在电动汽车、电力机车、航空航天等需要采用多电机同时运行的场合中，为保证电机运行的可靠性，对于电机的驱动器常采用容错型拓扑。

经过检索发现，现有的技术中，用于驱动双电机逆变器拓扑主要有如下几种

专利申请号为201010565874.3，名称为《用于双交流电机驱动的三桥臂九开关逆变器》中，介绍了一种三桥臂九开关的双电机拓扑结构。如图2所示，该结构虽然减少了开关管的使用数量，控制难度较高。

专利申请号为201510032368.0，名称为《双电机驱动逆变器》中，介绍了一种将两台电机的中性线分别与正负母线相连的三相逆变器结构。如图3所示。该拓扑限制了两电机运转的独立性。

专利申请号为201611132149.0，名称为《用于双电机的逆变器拓扑结构》中，介绍了一种双电机逆变器结构，如图4所示。该拓扑相当于是三相四开关逆变器和三相全桥逆变器的一个组合，开关数量有所减少，但在桥臂发生故障时，并不能使电机继续运行。

以上几种用于双电机的逆变器拓扑，当逆变器发生桥臂故障时，都没有较好的容错运行能力。

现有技术中存在一种用于两电机容错型逆变器，如图5所示，该拓扑在两电机的对应相之间连接了双向导通的晶闸管。在某一桥臂发生故障情况下，可以通过切除故障桥臂，将拓扑变换为两电机五桥臂结构，如图6所示。该拓扑在故障情况需共用一个桥臂，流过公共桥臂的电流增大，对开关器件的性能要求提高，同时这种五桥臂逆变器的结构，也增加了控制的复杂度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术双电机容错型逆变器中，需增加用于故障状态的开关器件或电容，且故障发生时系统控制复杂等问题，提出了一种双电机容错型逆变器，能够有效地在不增加开关器件或电容的情况下，实现故障时两电机持续运行。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

双电机容错型逆变器，包含电容、第一至第十二开关管、第一电机和第二电机；

所述第一电机、第二电机均采用三相绕组电机，均包含第一至第三绕组；

所述电容一端分别和外部电源正极、第一开关管的漏极、第三开关管的漏极、第五开关管的漏极、第七开关管的漏极、第九开关管的漏极、第十一开关管的漏极相连，另一端分别和外部电源负极、第二开关管的源极、第四开关管的源极、第六开关管的源极、第八开关管的源极、第十开关管的源极、第十二开关管的源极相连；

所述第一开关管的源极分别和第二开关管的漏极、第一电机中第一绕组的输入端相连；

所述第三开关管的源极分别和第四开关管的漏极、第一电机中第二绕组的输入端相连；

所述第五开关管的源极分别和第六开关管的漏极、第一电机中第三绕组的输入端相连；

所述第七开关管的源极分别和第八开关管的漏极、第二电机中第一绕组的输入端相连；

所述第九开关管的源极分别和第十开关管的漏极、第二电机中第二绕组的输入端相连；

所述第十一开关管的源极分别和第十二开关管的漏极、第二电机中第三绕组的输入端相连；