[發(fā)明專(zhuān)利]監(jiān)測(cè)電機(jī)控制電路的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110073574.8
• 申請(qǐng)日: 2011-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102201781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.W.邁爾三世
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P27/06
• 分類(lèi)號(hào): H02P27/06;H02H7/122;G01R31/12;G01R31/02
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制電路，更具體地涉及監(jiān)測(cè)電機(jī)控制電路。

背景技術(shù)

本部分中的聲明僅僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

電機(jī)包括響應(yīng)施加到相關(guān)聯(lián)的定子上的交流(AC)電功率而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子可以機(jī)械地聯(lián)接在動(dòng)力傳輸裝置上以給車(chē)輛傳動(dòng)系提供牽引動(dòng)力。

已知的電壓源逆變器包括可將源自高壓的能量存儲(chǔ)裝置的直流(DC)電功率轉(zhuǎn)換為交流(AC)電功率以產(chǎn)生響應(yīng)操作員請(qǐng)求的牽引動(dòng)力的整流橋電路和相關(guān)聯(lián)的控制電路。已知的整流橋電路包括MOSFET和IGBT開(kāi)關(guān)器件。電負(fù)荷需求可包括目前發(fā)生的電負(fù)荷和為滿足將來(lái)電負(fù)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(gòu)造成相對(duì)于底盤(pán)接地是懸浮的。此懸浮可通過(guò)使用連接到底盤(pán)接地的高阻抗電阻來(lái)控制。電容可與高阻抗電阻電并聯(lián)連接，以便為高頻電噪聲電流提供低阻抗旁路。在一個(gè)實(shí)施例中，一半DC母線電壓施加在正電功率母線DC(+)與底盤(pán)接地之間，一半DC母線電壓施加在負(fù)電功率母線DC(-)與底盤(pán)接地之間。電壓源逆變器的AC側(cè)相對(duì)于底盤(pán)接地懸浮，理論上具有無(wú)限大電阻和零電容。

當(dāng)在電壓源逆變器的AC側(cè)的一相發(fā)生接地絕緣故障時(shí)，與逆變器的開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷相關(guān)聯(lián)AC電流流過(guò)為高頻電噪聲電流提供低阻抗旁路的電容。如果發(fā)生接地絕緣故障，那么與從正電功率母線DC(+)到負(fù)電功率母線DC(-)的逆變器的一相電壓相關(guān)聯(lián)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(guò)電容的容量的AC電流可造成電容故障和相關(guān)的逆變器損壞。

已知檢測(cè)從而防止接地絕緣故障的解決方案包括測(cè)量通過(guò)與電壓源逆變器的AC側(cè)的相相關(guān)聯(lián)的每個(gè)電纜的電流并算數(shù)求和。在無(wú)故障運(yùn)行的理想系統(tǒng)中，在任意選定時(shí)刻測(cè)量的電流的總和為零。當(dāng)發(fā)生接地絕緣故障時(shí)，測(cè)量的電流的總和為非零值。與此解決方案相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題包括與從電流傳感裝置輸出的信號(hào)相關(guān)聯(lián)的累積性測(cè)量誤差。這可能導(dǎo)致整體電流信號(hào)中的誤差。此外，由于磁和電響應(yīng)特性和傳感器飽和，相電流傳感器可能具有帶寬/階躍響應(yīng)限制。因此可能不能根據(jù)關(guān)于與逆變器相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)事件的采樣測(cè)量的時(shí)刻檢出故障。此外，接地絕緣故障和阻抗的相關(guān)改變可包括諧振元件，帶有在過(guò)零點(diǎn)或接近過(guò)零點(diǎn)發(fā)生的數(shù)據(jù)采樣。因此，任何故障電流可被混疊出。此外，當(dāng)阻抗接近零時(shí)，任何電流振蕩可能在小于采樣時(shí)間的時(shí)間內(nèi)被阻尼。因此可能不能測(cè)量出故障電流。

另一已知的解決方案包括測(cè)量正電功率母線DC(+)和底盤(pán)接地之間的電壓，和測(cè)量負(fù)電功率母線DC(-)和底盤(pán)接地之間的電壓以檢測(cè)接地絕緣故障。與這個(gè)已知的解決方案相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題包括信號(hào)中的測(cè)量誤差，其需要被考慮并且經(jīng)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(yīng)時(shí)間測(cè)量限制。因此可能不能檢出故障。此外，關(guān)于故障和相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)事件的測(cè)量采樣時(shí)刻可能導(dǎo)致故障未被記錄。此外，故障阻抗可包括諧振元件，帶有在過(guò)零點(diǎn)或接近過(guò)零點(diǎn)發(fā)生的數(shù)據(jù)采樣。因此，任何故障電流可被混疊出。此外，當(dāng)與逆變器相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)周期接近50%占空比時(shí)，平均電壓可仍然接近預(yù)期的水平。因此，可能不能測(cè)量出故障電壓。

發(fā)明內(nèi)容

電機(jī)控制電路包括經(jīng)由正DC電功率母線和負(fù)DC電功率母線與逆變器電路電連接的電能存儲(chǔ)裝置。逆變器電路經(jīng)由交流電路電連接到電機(jī)?？刂齐姍C(jī)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(jī)之間流動(dòng)的電流，連續(xù)監(jiān)測(cè)流過(guò)電連接在正電功率母線和負(fù)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(lián)接到底盤(pán)接地的節(jié)點(diǎn)。所述方法還包括當(dāng)流過(guò)容性旁路電路的AC電流超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí)檢測(cè)與交流電路和電機(jī)之一相關(guān)聯(lián)的故障，并響應(yīng)于檢測(cè)的故障而控制逆變器電路以中斷在交流電路和電機(jī)之間流過(guò)的電流。

本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。

1.?一種控制電機(jī)控制電路的方法，所述電機(jī)控制電路包括經(jīng)由正DC電功率母線和負(fù)DC電功率母線電連接到逆變器電路的電能存儲(chǔ)裝置，所述逆變器電路經(jīng)由交流電路電連接到電機(jī)，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(jī)之間流過(guò)的電流；

連續(xù)監(jiān)測(cè)流過(guò)電連接在所述正DC電功率母線和所述負(fù)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(pán)接地電聯(lián)接的節(jié)點(diǎn)；

當(dāng)流過(guò)所述容性旁路電路的所述AC電流超過(guò)預(yù)先確定的閾值時(shí)檢測(cè)與所述交流電路和所述電機(jī)中之一相關(guān)聯(lián)的故障；和

響應(yīng)于檢測(cè)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(jī)之間流過(guò)的電流。