[發明專利]定子繞組診斷系統和方法

在審

• 申請號: 201410011607.X
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103926505A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: X.毛;L.郝
• 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: G01R31/06
• 分類號: G01R31/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;楊炯

技術領域

本文描述的主題內容的實施例總體上涉及車輛電氣系統，且更具體地涉及在機動車輛的操作期間用于診斷電動馬達的定子繞組中的故障狀況的系統和方法。?

背景技術

近年來，技術的進步以及一直在發展的款式品位導致機動車設計的顯著變化。電動馬達（或電機）正在機動車行業中找到增長數量的應用，這是由于機動車驅動系統的電氣化。電動和/或混合動力車輛將電動馬達用作機動車驅動系統中的主要或補充扭矩源。這些電動馬達預期在極端操作狀況下高可靠地運行延長時間段。但是，隨著時間的經過，施加到電動馬達的操作應力可能使得定子繞組的狀況降級。例如，熱應力和/或電壓應力可能導致絕緣擊穿，這繼而可能導致定子繞組的單獨匝數的局部短路和/或開路。因此，期望檢測定子繞組的降級，以有利于維護該馬達并且確保在車輛的壽命期間馬達的可靠操作。?

為了診斷定子繞組，一些常見的現有技術采用電壓注入（或電流注入（injection）），所述電壓注入可能潛在地影響馬達的操作。替代性技術采用基于傅里葉的分析或其他頻域分析，這需要相對較大量的計算資源和響應時間的相應延遲。已經提出了基于神經網絡的診斷技術，但是這些技術通常受限于馬達的具體類型和/或需要不期望量的時間和/或數據來訓練該神經網絡（例如，機器學習）。因此，期望提供允許定子繞組中的故障狀況被盡可能快地識別而不需要顯著地增加計算資源或者潛在地干擾馬達的在其它方面正常操作的系統和方法。此外，本發明的其他期望特征和特性從后面的詳細說明和所附權利要求書結合附圖以及前述技術領域和背景技術將顯而易見。?

發明內容

在各個示例性實施例中的一個中，提供一種用于診斷電動馬達中的定子繞組的方法。在各個實施例中的一個中，所述方法包括：確定在所述電動馬達的電氣周期中跨過所述定子繞組的相位的輸入能量不平衡程度；以及當所述輸入能量不平衡程度大于第一閾值時識別故障狀況。?

根據各個示例性實施例中的另一實施例，還提供一種適合用于機動車輛的電氣系統。在一個實施例中，該系統包括：具有定子繞組的電動馬達，每個定子繞組對應于所述電動馬達的相應相位；逆變器模塊，所述逆變器模塊聯接到所述定子繞組以響應于與所述電動馬達的相位對應的電壓指令將指令電壓從能量源提供至所述電動馬達的定子繞組；多個電流傳感器，所述電流傳感器聯接在所述逆變器模塊和所述定子繞組之間，以獲得通過所述定子繞組的測量電流；以及控制模塊，所述控制模塊聯接到所述逆變器模塊和所述多個電流傳感器。所述控制模塊基于所述測量電流與指令電流之間的差來產生與所述指令電壓對應的電壓指令，基于所述電壓指令和測量電流來確定所述電動馬達的相位之間的輸入能量差，以及基于所述輸入能量差來識別所述定子繞組中的故障狀況。?

方案1.?一種用于診斷電動馬達中的定子繞組的方法，所述方法包括：?

確定在所述電動馬達的電氣周期中跨過所述定子繞組的相位的輸入能量不平衡程度；以及

當所述輸入能量不平衡程度大于閾值時識別故障狀況。

方案2.?根據方案1所述的方法，還包括：確定在所述電氣周期中跨過所述定子繞組的相位的輸入能量比，其中，識別故障狀況還包括：當所述輸入能量比大于第二閾值并且所述輸入能量不平衡程度大于所述閾值時，識別相位間短路故障狀況。?

方案3.?根據方案1所述的方法，其中，確定所述輸入能量不平衡程度還包括：確定在所述電動馬達的定子繞組的相應相位對之間的最大輸入能量差。?

方案4.?根據方案1所述的方法，其中，確定所述輸入能量不平衡程度還包括：確定所述定子繞組的第一相位與所述定子繞組的第二相位之間的輸入能量差。?

方案5.?根據方案4所述的方法，還包括：當所述輸入能量差大于所述閾值時確定在所述電氣周期中所述第一相位相對于所述第二相位的輸入能量比，其中，識別故障狀況還包括：當所述輸入能量比大于第二閾值時識別相位間短路故障狀況。?

方案6.?根據方案4所述的方法，還包括：確定所述第一相位的第一相位輸入能量相對于所述第二相位的第二相位輸入能量的比，其中，識別故障狀況還包括：?

當所述輸入能量差大于所述閾值并且所述比大于第二閾值時識別相位間短路故障狀況；以及

當所述輸入能量差大于所述閾值并且所述比小于第二閾值時識別相位內短路故障狀況。

方案7.?根據方案1所述的方法，其中，確定所述輸入能量不平衡程度還包括：?

確定在所述電氣周期中所述定子繞組的第一相位的第一相位輸入能量量度；