用于控制多相逆变器的方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术涉及用于控制多相逆变器的方法、系统和设备。本发明专利技术的实施例涉及用于控制驱动多相电机的多相逆变器的方法、系统、可在控制器中操作的机器可读介质、和设备。当检测到传感器故障时，基于反馈定子电流计算相位电流角，用于估计多相电机的转子的角速度和角位置。当多相电机的估计角速度小于过渡角速度阈值时，通过控制多相逆变器驱动中的所有开关被打开而在多相逆变器应用开路响应。相反，当多相电机的估计角速度大于过渡角速度阈值时，可通过控制多相逆变器驱动中的所选择开关将多相逆变器的所有相位连接至一个总线（例如，加法总线或减法总线）而在多相逆变器应用短路响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例总地涉及多相系统，更特别地，涉及在传感器经历故障情形时控制多相逆变器。
技术介绍
多相电机在许多应用中都被使用。如本文所使用的，术语“多相”指的是三个或更多的相位，且可用于指代具有三个或更多相位的电机。例如，许多混合动力/电动车辆(HEV)包括电力牵引驱动系统，该系统包括由逆变器模块驱动的三相永磁交流(AC)电机。逆变器模块由直流(DC)电源(例如存储电池)供电。三相AC电机的绕阻可联接至逆变器模块的逆变器子模块。每个逆变器子模块都包括一对开关。脉宽调制(PWM)模块接收电压指令信号，并向电压指令信号应用PWM波形，以控制电 压指令信号的脉宽调制，并产生提供给逆变器模块的逆变器子模块的开关矢量信号。当应用开关矢量信号时，各逆变器子模块中的各对开关以互补的方式开关，以执行将DC功率转换为AC功率的快速转换功能。该AC功率驱动AC电机，进而驱动HEV传动系的轴。许多现代AC电机驱动使用矢量控制，通过控制供至AC电机的电流来控制应用于AC电机的转子的轴的转矩(且因此控制角速度或“速度”)。简言之，测量定子相位电流，并将其转换为相对应的复杂空间矢量，然后将该矢量转换至随AC电机的转子旋转的坐标系统。在故障情况下，期望偏离正常操作，在逆变器模块应用开路故障响应或短路故障响应，以最小化电机的转矩响应。在逆变器模块应用开路或短路故障响应依据电机角速度(或“速度”)。转让给本专利技术受让人的题为“Fault Handling of Inverter Driven PM MotorDrives”的美国专利7，279，862B1和再公告专利42，200中公开了一种用于确定是应用开路还是短路故障响应的方法，其内容通过引用包含于本文。在大多数系统中，电机转子的瞬时角速度可基于位置传感器的输出来确定，或者直接从速度传感器读取。然而，在某些情形下，这些传感器本身会出现故障，因此，无法容易地确定特定瞬时角速度(即，从角速度传感器读取或从位置传感器确定)。因此，当速度/位置传感器故障时，电机的角速度不可用，不可用于进行有关应当在逆变器模块应用开路故障响应还是短路故障响应以最小化电机转矩响应的决定。期望提供一种用于确定应当在逆变器模块应用开路故障响应还是短路故障响应的改进方法和设备。期望即便在速度和/或位置传感器故障、并且电机的角速度不可用于进行这种确定时，这种方法和设备也能发挥作用。结合附图及前面的
和
技术介绍
，从后面的详细描述和所附权利要求可清楚本专利技术的其它期望特征和特性。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及用于控制驱动多相电机的多相逆变器的方法、系统、可在控制器中操作的机器可读介质、和设备。根据一些所公开的实施例，方法开始于检测到传感器故障时。所述传感器可为用于感测多相电机的转子位置和/或多相电机的转子角速度的传感器。在一些实施例中，在检测到传感器故障之后，可通过控制所述多相逆变器驱动中的所选择开关将多相逆变器的所有相位连接至一个总线(例如，加法总线或减法总线)、和控制所述多相逆变器驱动中的所有其它未选择开关被打开使得所述未选择开关不连接至所述一个总线(例如，加法总线或减法总线)而在多相逆变器应用短路响应。当检测到传感器故障时，可基于反馈定子电流(例如，固定参照系反馈定子电流)估计多相电机的转子的角速度。例如，在一个实施例中，基于反馈定子电流计算相位电流角，基于该计算相位电流角可估计多相电机的转子的角速度和多相电机的转子的角位置。在一些实施例中，在估计转子的角速度和角位置之后，可执行可选的步骤。例如，可在继续之前确定转子的估计角速度是否足够精确。例如，在一个实施方案中，在方法继续之前，可进行计算相位电流角与转子的估计角速度之间的角度差的大小是否小于角度阈值的确认。 然后，可确定估计角速度是否大于过渡角速度阈值。在一个实施例中，过渡角速度阈值为固定的预定角速度，基于多相电机的参数特性来限定。在另一实施例中，过渡角速度阈值为调节后预定角速度，并基于根据多相电机的温度和电压源的电压中的至少一项调节的多相电机的参数特性来限定。当多相电机的估计角速度小于过渡角速度阈值时，可通过控制多相逆变器驱动中的所有开关被打开来在多相逆变器应用开路响应。相反，当多相电机的估计角速度大于过渡角速度阈值时，通过控制所述多相逆变器驱动中的所选择开关将多相逆变器的所有相位连接至一个总线(例如，加法总线或减法总线)、和控制所述多相逆变器驱动中的所有其它未选择开关被打开使得所述未选择开关不连接至所述一个总线(例如，加法总线或减法总线)来在多相逆变器应用短路响应。根据其它实施例，提供了一种用于与多相电机一起使用的设备。该设备包括多相逆变器、故障检测器和控制器。当正常操作时，传感器可用于感测所述多相电机的转子位置和转子角速度中的至少一项，并设计成提供表示多相电机的转子的角速度的角速度信号、和表示所述多相电机的转子的角位置的角位置信号中的至少一项。然而，当检测到传感器的故障时，向所述控制器提供故障的指示，控制器可操作，以基于反馈定子电流估计所述多相电机的转子的角速度，从而确定所述估计角速度是否大于过渡角速度阈值，并依据所述估计角速度在所述多相逆变器应用开路响应或短路响应。根据其它实施例，提供了一种机器可读介质，包括可在控制器中操作以引起该控制器执行包括下列操作的指令集基于反馈定子电流估计多相电机的转子的角速度；确定所述估计的角速度是否大于过渡角速度阈值；以及产生控制信号，以引起或者在所述多相电机的所述估计角速度小于所述过渡角速度阈值时，在所述多相逆变器应用开路响应；或者在所述估计角速度大于所述过渡角速度阈值时，在所述多相逆变器应用短路响应。本专利技术提供下列技术方案。技术方案I :一种用于控制驱动多相电机的多相逆变器的方法，该方法包括 检测传感器故障，其中所述传感器用于感测所述多相电机的转子位置和转子角速度中的至少一个； 基于反馈定子电流估计所述多相电机的转子的角速度；确定所述估计的角速度是否大于过渡角速度阈值；以及 在检测到所述传感器故障时 或者在所述多相电机的所述估计角速度小于所述过渡角速度阈值时，在所述多相逆变器应用开路响应； 或者在所述估计角速度大于所述过渡角速度阈值时，在所述多相逆变器应用短路响应。技术方案2 :根据技术方案I的方法，其中应用所述开路响应包括 将所述多相逆变器驱动中的全部开关控制为打开。 技术方案3 :根据技术方案I的方法，其中应用所述短路响应包括 控制所述多相逆变器驱动中所选择的开关，以将所述多相逆变器的所有相位都连接至一个总线(例如，加法总线或减法总线)；以及 将所述多相逆变器驱动中的所有其它未选择开关控制为打开，使得所述未选择开关不连接至所述一个总线(例如，加法总线或减法总线)。技术方案4 :根据技术方案I的方法，还包括 在检测所述传感器故障之后且在估计之前，在所述多相逆变器应用所述短路响应。技术方案5 :根据技术方案I的方法，其中估计包括 基于所述反馈定子电流计算相位电流角，并基于所述相位电流角估计所述多相电机的转子的角速度和所述多相电机的转子的角位置。技术方案6 :根据技术方案5的方法，还包括 在计算所述相位电流角之前，确定所述反馈定子电流的大小是有资格还是没资格来计算所述相位电流角，其中当所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制驱动多相电机的多相逆变器的方法，该方法包括：检测传感器故障，其中所述传感器用于感测所述多相电机的转子位置和转子角速度中的至少一个；基于反馈定子电流估计所述多相电机的转子的角速度；确定所述估计的角速度是否大于过渡角速度阈值；以及在检测到所述传感器故障时：?????或者在所述多相电机的所述估计角速度小于所述过渡角速度阈值时，在所述多相逆变器应用开路响应；?????或者在所述估计角速度大于所述过渡角速度阈值时，在所述多相逆变器应用短路响应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA维尔奇科，M戴，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：