[實用新型]一種低成本高可靠內插式永磁同步電機控制器

有效

• 申請號: 201721049382.2
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN207124573U
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 廖啟新;解超;蔡振鴻
• 申請（專利權）人: 南京頓恩電氣有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低成本高可靠內插式永磁同步電機控制器。

背景技術

近年來，隨著內插式電機在電動汽車領域內的應用越來越廣泛，內插式電機帶來的問題也越來越受到大家的重視。內插式電機具有工作范圍寬、成本較低等優勢，但其也帶來了深度弱磁導致反向感應電勢較高等問題。若采用關閉功率系統等傳統的被動式保護策略，在電機轉速較高時反向感應電勢將直接沖上母線，造成母線過壓，燒毀母線上的各種器件。因此，在電動汽車中，常采用主動短路控制，將電機三相端子短接，這樣就不會引起母線過壓。

發明內容

1）解決的技術問題

主動短路控制的實施方式主要通過三相全橋的下三管導通或上三管導通來實現。上（或下）三管的導通需要通過驅動電路驅動其開通。驅動電路的工作又依賴于為驅動電路供電的輔助電源。而輔助電源的工作又依賴于其供電電源。驅動電路還需要控制系統發出上（或下）三管導通的驅動信號。這就導致實施主動短路控制需要諸多條件，缺少任何一條均會導致主動短路保護的失效。而這種情況在汽車上是要極力避免的，而目前行業內對控制系統的冗余研究較多，對其他部分的冗余研究較少。本發明提出的技術方案解決了上述問題，以較低的成本提高了系統的可靠性。

2）技術方案

本發明提出了一種低成本高可靠內插式永磁同步電機控制器，其主要思路是為實現主動短路保護，各必要環節進行雙備份冗余設計。如輔助電源采用從高壓母線取電的高壓輔助電源和從低壓取電的低壓輔助電源；在控制系統外，另外增加由輔助電源供電的獨立的硬件保護電路用于輸出驅動保護信號。而為了控制成本，不必要的環節可以不采用雙冗余備份。如控制系統的供電，可以僅由低（或高）壓系統進行供電；如三相全橋上管驅動的輔助電源僅采用高（或低）壓輔助電源。

3）有益效果

采用較低的成本實現了主動短路保護各環節的雙備份冗余。

附圖說明

圖1中為高壓輔助電源與低壓輔助電源與其他各模塊之間的連接關系。

具體實施方式

一種低成本高可靠內插式永磁同步電機控制器，其特征在于，具有從直流母線上取電的高壓輔助電源和從外部低壓供電的低壓輔助電源，還包括控制系統、驅動電路、硬件保護電路等模塊。

驅動電路的供電同時來自于高壓輔助電源和低壓輔助電源，高壓輔助電源通過供電回路為驅動供電，低壓輔助電源也通過供電回路為驅動電路供電。

硬件保護電路的供電同時來自于高壓輔助電源和低壓輔助電源，高壓輔助電源通過供電回路為硬件保護電路供電，低壓輔助電源也通過供電回路為硬件保護電路供電。

控制系統的供電同時來自于高壓輔助電源和低壓輔助電源,高壓輔助電源與控制系統之間有供電回路，低壓輔助電源也與控制系統之間有供電回路。

硬件保護電路與驅動電路之間具有保護信號鏈路，驅動電路內部具有保護優先電路確保接收到保護信號進行保護動作而忽略控制系統發送的PWM信號。

為降低成本，低壓輔助電源輸出一路低邊驅動電源，不輸出高邊驅動電源。

低壓輔助電源僅在高壓輔助電源失效時提供主動短路保護所需電源，因此功率較小，低壓輔助電源輸出的驅動電源功率低于高壓輔助電源的30%。

硬件保護電路具有比較母線電壓與設定值的比較器電路，當電壓高于設定值時，比較器動作。

硬件保護電路具有鎖存電路，比較器動作后，可以將故障信號保持住，并維持到下電。

硬件保護電路具有供電電源電壓欠壓檢測電路，供電欠壓時，不輸出故障保護信號。