[发明专利]用于多相电机中的局部相缺失的容错逆变器

说明书

一种操作多相电机的方法和系统包括操作逆变器以控制多相电机。逆变器具有多个包括辅助逆变器支路的逆变器支路。多个逆变器支路中的每一个具有至少一个开关装置。多相电机具有多个相，其中每个相由逆变器的相应逆变器支路控制。该方法和系统还包括例如通过将信号注入相并分析频率响应来确定多相电机的相是否正经历局部相缺失。响应于确定多相电机的相正经历局部相缺失，该方法和系统包括利用辅助逆变器支路向正经历局部相缺失的相补充能量以继续操作多相电机。

技术领域

本公开总体上涉及用于多相电机的逆变器，并且更具体地涉及用于操作逆变器以在多相电机经历局部相缺失时对该多相电机进行控制的技术。

背景技术

多相电机用于包括电动车辆的各种应用中。例如，电动车辆的驱动系统通常包括由直流(DC)电源(例如，主电池)驱动的交流(AC)电动机。AC电动机经由逆变器联接到DC电源，该逆变器执行切换功能以将DC功率转换为AC功率。

图1中示出了用于电动车辆的传统三相系统100。该系统100包括三相AC电动机102、逆变器104和DC电源106。逆变器104具有对应于电动机102的三个相(例如，相A-相C)的三个逆变器支路108-112。逆变器支路108具有用于控制相A的一对开关装置108A、108B。逆变器支路110具有用于控制相B的一对开关装置110A、110B。逆变器支路112具有用于控制相C的一对开关装置112A、112B。

局部相缺失是由于例如对电动机102的绕组的部分损坏而在系统100中可能发生的常见故障。局部相缺失会干扰电动机102的运行并导致安全后果。这样，系统100的容错能力就很关键。现有的解决方案依赖于采用附加的逆变器来提供系统中的冗余。然而，在最小化单位成本的功率输出方面，拥有另一个逆变器并不是最佳解决方案。这种解决方案还增加了整体系统成本和实现复杂度。因此，仍然需要开发用于操作逆变器以在多相电机经历局部相缺失时对该多相电机的操作进行控制的更有效的技术。

发明内容

根据一个实施方式，本公开提供了一种由控制器操作逆变器以控制多相电机的方法。逆变器具有多个包括辅助逆变器支路的逆变器支路。多个逆变器支路中的每一个包括至少一个开关装置。多相电机具有多个相，每个相由逆变器的相应逆变器支路控制。该方法包括确定多相电机中的相是否正经历局部相缺失。响应于确定多相电机中的相正经历局部相缺失，该方法包括利用辅助逆变器支路向正经历局部相缺失的相补充能量以继续操作多相电机。

在另一方面，该方法包括操作一组连接开关以将辅助逆变器支路连接到正经历局部相缺失的相。通过将辅助逆变器支路连接到正经历局部相缺失的相，从该辅助逆变器支路向正经历局部相缺失的相提供附加电流。

在另一方面，该方法包括检测多相电机中多个相的局部不平衡以确定正经历局部相缺失的相。在一个示例中，为了检测局部不平衡，该方法包括比较多相电机中多个相的相-中性点电压，并确定相-中性点电压之间的差是否等于阈值。在另一示例中，为了检测局部不平衡，该方法包括通过辅助逆变器支路将信号注入到多相电机中的多个相中的每一个，并分析多个相中的每一个中的信号的频率响应，以确定是否存在局部不平衡。

根据另一实施方式，本公开提供了一种包括处理器和存储器的控制器。所述存储器包括指令，当所述指令由所述处理器执行时，使所述控制器操作逆变器以控制多相电机。逆变器具有多个包括辅助逆变器支路的逆变器支路。多个逆变器支路中的每一个包括至少一个开关装置。多相电机具有多个相，每个相由逆变器的相应逆变器支路控制。处理器还使控制器确定多相电机中的相是否正经历局部相缺失。响应于确定多相电机中的相正经历局部相缺失，处理器使控制器利用辅助逆变器支路向正经历局部相缺失的相补充能量以继续操作多相电机。

在另一方面，处理器使控制器操作一组连接开关，以将辅助逆变器支路连接到正经历局部相缺失的相。通过将辅助逆变器支路连接到正经历局部相缺失的相，从辅助逆变器支路向正经历局部相缺失的相提供附加电流。