[發明專利]電機故障保護系統和方法

有效

• 申請號: 201310082173.8
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN104052373B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 許飛;康鵬舉;褚旭;黃寶明;吳恒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02P6/12
• 分類號: H02P6/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明公開的實施方式涉及電機故障保護系統和方法。

背景技術

永磁電機廣泛應用于多種系統，如電動汽車系統。永磁電機在運行時會產生反電動勢。當永磁電機高速運行時，反電動勢會大于直流母線上的電壓，如果在這種條件下，控制器無法控制永磁電機，永磁電機將會工作在一種不可控發電運行模式。需要采用合適的控制或保護方法來避免電源，直流母線電容或電力開關器件被損壞。

因此，有必要提供一種改進的系統和方法來解決上述技術問題。

發明內容

鑒于上面提及的技術問題，本發明的一個方面在于提供一種電機驅動系統，其特征在于：該電機驅動系統包括電源，驅動電路，電機，控制器和保護電路。該驅動電路與該電源相連接，該驅動電路包括至少一個開關裝置。該電機與該驅動電路相連接，該電機包括多個電機繞組，該電機被該驅動電路驅動；該控制器在正常模式時，用于給該驅動電路的至少一個開關提供第一開關信號；該保護電路與該控制器相連接，在故障模式時，該保護電路基于故障判斷信號產生第二開關信號并且提供該第二開關信號給該驅動電路的至少一個開關裝置，以用于在該驅動電路和該多個電機繞組之間構成電路回路。

如上所述的電機驅動系統，其中，該電機包括永磁電機，該故障模式包括不可控發電運行模式，在該故障模式下，當電機轉速高于預設速度值時，故障判斷信號為故障值。

如上所述的電機驅動系統，其中，該驅動電路包括直流/交流逆變器和至少一個接觸器，該交流逆變器包括多個橋臂，每個橋臂包括一個上橋臂開關和一個下橋臂開關，該多個上橋臂開關共同連接到該電源的高電壓端子，該多個下橋臂開關共同連接到該電源的低電壓端子，相對應的上橋臂開關與下橋臂開關中間的節點與相對應的電機繞組相連接；該至少一個接觸器與該電源相串聯。該保護電路接收到為故障值的該故障判斷信號，其中，該控制器提供的該第一開關信號被停止提供。該保護電路產生的該第二開關信號包括第一開通信號，打開信號和第二開通信號，其中，該第一開通信號提供給該上橋臂開關或該下橋臂開關，在該上橋臂開關或該下橋臂開關和該多個電機繞組中形成電路回路，該打開信號提供給該至少一個接觸器用以切斷該電源與該電機之間的電連接，該第二開通信號提供給該下橋臂開關或該上橋臂開關，在該下橋臂開關或該上橋臂開關和該多個電機繞組中形成電路回路。

如上所述的電機驅動系統，其中，該驅動電路包括直流/直流變換器，直流/交流變換器和至少一個接觸器，其中，該直流/直流變換器包括H橋，第一電感和第二電感；該H橋的左橋臂包括第一上橋臂開關和第一下橋臂開關相串聯，該H橋的右橋臂包括第二上橋臂開關和第二下橋臂開關相串聯；該第一電感連接在該電源的高電壓端子和該第一上橋臂開關與該第一下橋臂開關中間的節點之間；該第二電感連接在該電源的高電壓端子和該第二上橋臂開關與該第二下橋臂開關中間的節點之間；該至少一個接觸器與該電源相串聯。該保護電路接收到為故障值的該故障判斷信號，其中，該控制器提供的該第一開關信號被停止提供；該保護電路產生的該第二開關信號包括關斷信號，打開信號和開通信號，其中，該關斷信號提供給該直流/交流逆變器的開關，該打開信號提供給該至少一個接觸器用以切斷該電源與該電機之間的電連接，該開通信號提供給該第一上橋臂開關和該第二下橋臂開關或者該開通信號提供給該第二上橋臂開關和該第一下橋臂開關，用以在該第一電感，該第二電感和該多個電機繞組之間形成電路回路。

如上所述的電機驅動系統，其中，該驅動電路包括多個直流/直流變換器和至少一個接觸器；該多個直流/直流變換器分別于電機的各個繞組相連接，每個直流/直流變換器包括一個上橋臂開關，一個下橋臂開關，一個電感和一個電容，每個上橋臂開關與相對應的電機繞組相連接，下橋臂開關共同連接到該電源的低電壓端子，每個電感都連接在該電源和每個上橋臂開關與下橋臂開關中間相對應的節點之間，每個電容都連接在相對應的上橋臂開關和該電源的低電壓端子之間；該至少一個接觸器與該電源相串聯。該保護電路接收到為故障值的該故障判斷信號，其中，該控制器提供的該第一開關信號被停止提供；該保護電路產生的該第二開關信號包括開通信號，打開信號和關斷信號，其中，該開通信號提供給每個直流/直流變換器的每個上橋臂開關，該打開信號提供給該至少一個接觸器用以切斷該電源與該電機之間的電連接，該關斷信號提供給每個直流/直流變換器的每個下橋臂開關，用以在該每個上橋臂開關和該多個電機繞組之間形成電路回路。

如上所述的電機驅動系統，其中，該控制器用于在電壓控制環中實施一種比例諧振控制算法。