[发明专利]电机缺相的自检装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及对过电流起反应的紧急保护电路装置领域，具体为一种电机缺相的自检装置及其使用方法。

背景技术

目前新能源汽车正日益得到广泛应用，新能源汽车普遍采用同步电机驱动，由电池组输出的直流电经逆变器逆变成三相交流电后输入同步电机，同步电机驱动汽车行驶，同时再配以电机控制器以控制同步电机的运行。实际使用时，同步电机可能因为安装上的问题或者主回路损坏而导致电机运行时缺相，缺相运行不仅可能导致电机退磁，而且对安全带来隐患。现有缺相保护器大多采用在输出回路里加设专门用于监视逆变器输出状态的装置来判断是否缺相，需要在电机启动后再通过检测电流予以监视，存在一定的滞后，在对于低速以及力矩响应要求高的领域很难做到及时反应，而且增加设备导致结构复杂，同时还需进行对精度要求较高的输出电压检测，使得成本增加，安装困难。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、安装方便、反应灵敏、安全可靠的缺相检测方法，本发明公开了一种电机缺相的自检装置及其使用方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种电机缺相的自检装置，包括电流传感器，其特征是：还包括电机控制器和角度传感器，电机控制器由微处理器和三相脉冲宽度调制整流器组成，微处理器内设有电流转换单元和电压转换单元，微处理器通过信号线连接三相脉冲宽度调制整流器，三相脉冲宽度调制整流器将从直流输入端输入的直流电逆变成三相交流电输出，三相脉冲宽度调制整流器的三相交流输出端通过导线连接电机，在其中任意两相的导线上各串联一个电流传感器，电机的转子一侧设有角度传感器，电流传感器和角度传感器都通过信号线连接微处理器。

所述的电机缺相的自检装置，其特征是：微处理器选用数字信号处理器或单片机。

所述的电机缺相的自检装置的使用方法，其特征是：在电机停机后，按如下步骤依次进行：

a. 参数输入：电流传感器将输入电机的三相交流电中两相的电流值输入微处理器，设两个电流分别为Ia和Ib，角度传感器将电机转子的初相位值输入微处理器，令初相位θ=0，

b. 参数处理：微处理器的电流转换单元根据Ia、Ib和θ计算出电机此时的直轴电流和交轴电流，设计算所得的直轴电流为Id，交轴电流为Iq，同时微处理器对直轴电流和交轴电流分别设定一初始电流值，设直轴电流的初始电流值为Id0，交轴电流的初始电流值为Iq0，且有Id0≠0，Iq0=0，微处理器的电压转换单元对Id、Iq、Id0和Iq0作比例积分（即proportion integration，简称PI）运算得出此时电机所需的电压，

c. 调制电压：微处理器控制三相脉冲宽度调制整流器对电机所需的电压作三相脉冲宽度调制，将电压信号调制成三相交流电并输入电机，若微处理器处理的信号尚未收敛成稳态，则返回a步骤，若已经收敛成稳态，则继续下一个d步骤，

d. 判断缺相：当Ia和Ib的值符合下列(i)和(ii)两种情况中的任意一种时，微处理器判断电机存在缺相：(i) Ia和Ib中有一个值为零；(ii) Ia和Ib两者的绝对值中有一个值小于另一个值的1/10。

本发明通过在电机处于静止状态时分别检测每一相的电流实现对电机缺相的检测，使得电机在静止状态下能够在1ms内快速检测是否存在缺相问题，增加了对电机缺相的保护功能，而不必专门增设缺相保护器、电压传感器等额外设备，可确保电机在没有缺相隐患的情况下启动，增加了使用电机的系统的可靠性，可广泛应用于电机驱动设备，如混合动力汽车、纯电动汽车等。本发明的有益效果是：结构简单，安装方便，反应灵敏，安全可靠，适用范围广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种电机缺相的自检装置，包括电流传感器1、电机控制器2和角度传感器3，如图1所示，具体结构是：电机控制器2由微处理器21和三相脉冲宽度调制整流器22组成，微处理器21内设有电流转换单元211和电压转换单元212，微处理器21通过信号线连接三相脉冲宽度调制整流器22，三相脉冲宽度调制整流器22将从直流输入端输入的直流电逆变成三相交流电输出，三相脉冲宽度调制整流器22的三相交流输出端通过导线连接电机4，在其中任意两相的导线上各串联一个电流传感器1，电机4的转子一侧设有角度传感器3，电流传感器1和角度传感器3都通过信号线连接微处理器21。微处理器21可以选用数字信号处理器或单片机，本实施例选用数字信号处理器。