[发明专利]用于电动马达的带有故障检测功能的方法和控制器

权利要求书

1.一种用于为电动马达的控制器提供故障保护功能的方法，该方法包括下述步骤：

测量控制器的每个半导体开关的集电极-发射极电压或源漏电压；

如果特定的半导体开关的被测量的集电极-发射极电压或源漏电压在该特定的半导体开关的受控关断状态期间小于最小阈值，以及如果与该特定的半导体开关相关的观测电流具有与正常的操作极性相反的极性，则确定在该特定的半导体开关中存在短路；和

如果确定存在短路，则同时触发连接到电动马达的其他相绕组的、具有相同直流输入极性的配对开关，而不是触发所述特定的半导体开关，以保护电动马达免受与它的绕组中的非对称电流流动相关的损坏。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述特定的半导体开关中短路的是控制器的一个相的高压侧开关，并且其中具有相同直流输入极性的被触发的配对开关包括控制器的输出的其它的一个相或多个相的高压侧开关。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述特定的半导体开关中短路的是控制器的一个相的低压侧开关，并且其中具有相同直流输入极性的被触发的配对开关包括控制器的输出的其他的一个相或多个相的低压侧开关。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括下述步骤：

验证所述特定的半导体开关中的短路是在所述特定的半导体开关保持在断开状态中的情况下存在的，其中在该断开状态中没有偏置电压或静态偏置电压被提供到所述特定的半导体开关的基极或栅极。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括下述步骤：

验证所述特定的半导体开关中的短路是在所述特定的半导体开关未进入由超过最大阈值的集电极-发射极电压或源漏电压指示的开路状态的情况下存在的，其中没有偏置电压或静态偏置电压被提供到所述特定的半导体开关的基极或栅极。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括下述步骤：

当检测到故障时，发送信号以将至控制器的直流总线电力移除。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括下述步骤：

同时触发连接到电动马达的其他相绕组的、具有相同直流输入极性的配对开关，而不是触发所述特定的半导体开关，以防止对电动马达中的一个或多个绕组的热损坏或一个或多个永磁体的退磁，直至电力完成周期循环为止。

8.根据权利要求1所述的方法，其中触发步骤进一步包括：

在数据存储装置中存储用于检索的每个相的高压侧和低压侧的故障状态、对应的集电极-发射极电压和对应的受控开关状态的数据结构，

所述检索用于确定响应于在所述特定的半导体开关中检测到的短路或故障触发哪个开关。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述数据结构包括目录、查找表、文件、倒排文件或数据库。

10.根据权利要求1所述的方法，其中确定在该特定的半导体开关中存在短路的步骤进一步包括：

如果所述特定的半导体开关的被测量的集电极-发射极电压或源漏电压在逆变器驱动器信号的至少一个完整的周期或波形期间低于最小阈值，则确定在所述特定的半导体开关中存在短路。

11.一种为电动马达的控制器提供故障保护功能的系统，该系统包括：

第一对半导体开关，所述第一对半导体开关包括用于控制器的第一相的高压侧开关和低压侧开关；

第二对半导体开关，所述第二对半导体开关包括用于控制器的第二相的高压侧开关和低压侧开关；

直流电压总线，所述直流电压总线连接到半导体开关的集电极和发射极端或源极和漏极端；

测量电路，所述测量电路用于测量控制器的每个半导体开关的集电极-发射极电压或源漏电压；

数据处理器，所述数据处理器用于在所述半导体开关中的特定的半导体开关的被测量的集电极-发射极电压或被测量的源漏电压在所述特定的半导体开关的受控关断状态期间低于最小阈值时，以及在与所述特定的半导体开关关联的观测电流具有与正常的操作极性相反的极性时，确定所述特定的半导体开关中存在短路；和

驱动器，所述驱动器由数据处理器控制，用于在确定存在短路时，同时触发连接到电动马达的至少一个其他相绕组的、具有相同直流输入极性的一个或多个配对开关，而不是触发所述特定的半导体开关，以保护电动马达免受在它的绕组中的不对称电流流动的损坏。