[發明專利]監測電機控制電路的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110073574.8
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102201781A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: J.W.邁爾三世
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02H7/122;G01R31/12;G01R31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術領域

本發明涉及電機控制電路，更具體地涉及監測電機控制電路。

背景技術

本部分中的聲明僅僅提供與本發明相關的背景信息而不構成現有技術。

電機包括響應施加到相關聯的定子上的交流(AC)電功率而旋轉的轉子。轉子可以機械地聯接在動力傳輸裝置上以給車輛傳動系提供牽引動力。

已知的電壓源逆變器包括可將源自高壓的能量存儲裝置的直流(DC)電功率轉換為交流(AC)電功率以產生響應操作員請求的牽引動力的整流橋電路和相關聯的控制電路。已知的整流橋電路包括MOSFET和IGBT開關器件。電負荷需求可包括目前發生的電負荷和為滿足將來電負荷的電池充電。

電壓源逆變器使用懸浮的DC母線裝置，其中DC輸入電壓構造成相對于底盤接地是懸浮的。此懸浮可通過使用連接到底盤接地的高阻抗電阻來控制。電容可與高阻抗電阻電并聯連接，以便為高頻電噪聲電流提供低阻抗旁路。在一個實施例中，一半DC母線電壓施加在正電功率母線DC(+)與底盤接地之間，一半DC母線電壓施加在負電功率母線DC(-)與底盤接地之間。電壓源逆變器的AC側相對于底盤接地懸浮，理論上具有無限大電阻和零電容。

當在電壓源逆變器的AC側的一相發生接地絕緣故障時，與逆變器的開關器件的導通和關斷相關聯AC電流流過為高頻電噪聲電流提供低阻抗旁路的電容。如果發生接地絕緣故障，那么與從正電功率母線DC(+)到負電功率母線DC(-)的逆變器的一相電壓相關聯的AC電流可使得額外的電流流到為高頻電噪聲電流提供低阻抗旁路的電容。超過電容的容量的AC電流可造成電容故障和相關的逆變器損壞。

已知檢測從而防止接地絕緣故障的解決方案包括測量通過與電壓源逆變器的AC側的相相關聯的每個電纜的電流并算數求和。在無故障運行的理想系統中，在任意選定時刻測量的電流的總和為零。當發生接地絕緣故障時，測量的電流的總和為非零值。與此解決方案相關聯的問題包括與從電流傳感裝置輸出的信號相關聯的累積性測量誤差。這可能導致整體電流信號中的誤差。此外，由于磁和電響應特性和傳感器飽和，相電流傳感器可能具有帶寬/階躍響應限制。因此可能不能根據關于與逆變器相關聯的開關事件的采樣測量的時刻檢出故障。此外，接地絕緣故障和阻抗的相關改變可包括諧振元件，帶有在過零點或接近過零點發生的數據采樣。因此，任何故障電流可被混疊出。此外，當阻抗接近零時，任何電流振蕩可能在小于采樣時間的時間內被阻尼。因此可能不能測量出故障電流。

另一已知的解決方案包括測量正電功率母線DC(+)和底盤接地之間的電壓，和測量負電功率母線DC(-)和底盤接地之間的電壓以檢測接地絕緣故障。與這個已知的解決方案相關聯的問題包括信號中的測量誤差，其需要被考慮并且經常是累積性的。此外，已知的DC電壓傳感器可能具有帶寬和響應時間測量限制。因此可能不能檢出故障。此外，關于故障和相關聯的開關事件的測量采樣時刻可能導致故障未被記錄。此外，故障阻抗可包括諧振元件，帶有在過零點或接近過零點發生的數據采樣。因此，任何故障電流可被混疊出。此外，當與逆變器相關聯的開關周期接近50%占空比時，平均電壓可仍然接近預期的水平。因此，可能不能測量出故障電壓。

發明內容

電機控制電路包括經由正DC電功率母線和負DC電功率母線與逆變器電路電連接的電能存儲裝置。逆變器電路經由交流電路電連接到電機?？刂齐姍C控制電路的方法包括控制逆變器電路以控制在交流電路和電機之間流動的電流，連續監測流過電連接在正電功率母線和負電功率母線之間的容性旁路電路的AC電流。容性旁路電路包括電聯接到底盤接地的節點。所述方法還包括當流過容性旁路電路的AC電流超過預先確定的閾值時檢測與交流電路和電機之一相關聯的故障，并響應于檢測的故障而控制逆變器電路以中斷在交流電路和電機之間流過的電流。

本發明還涉及以下技術方案。

1.?一種控制電機控制電路的方法，所述電機控制電路包括經由正DC電功率母線和負DC電功率母線電連接到逆變器電路的電能存儲裝置，所述逆變器電路經由交流電路電連接到電機，所述方法包括：

控制所述逆變器電路以控制在所述交流電路和所述電機之間流過的電流；

連續監測流過電連接在所述正DC電功率母線和所述負DC電功率母線之間的容性旁路電路的AC電流，所述容性旁路電路包括與底盤接地電聯接的節點；

當流過所述容性旁路電路的所述AC電流超過預先確定的閾值時檢測與所述交流電路和所述電機中之一相關聯的故障；和

響應于檢測到的故障，控制所述逆變器電路以中斷在所述交流電路和所述電機之間流過的電流。