[发明专利]一种双三相电机控制器功率管短路检测与故障保护方法

说明书

本发明公开了一种双三相电机控制器功率管短路检测方法，包括：根据DESAT故障信号，关断所有开关管；检测一个电周期内的三相电流，当一个电周期内三相电流持续增大，且三相电流呈现出两相同极性、一相反极性时，则判定当前的DESAT检测信号对应的是短路故障，反极性相所在的位置为故障点，通过反极性相的电流正负判断短路的开关管为上管或下管；本发明还公开了一种双三相电机控制器功率管短路故障保护方法，包括：根据DESAT故障信号，切断所有开关管；采用功率管短路检测方法确定短路故障点，根据短路故障点，将另外两相的开关管短路，使双三相电机三相短路；双三相电机另一绕组的驱动器进入故障控制模式。

技术领域

本发明属于交流传动技术领域，具体涉及一种双三相电机控制器功率管短路检测与故障保护方法。

背景技术

本发明主要应用对象为双三相永磁同步电机，利用余度的冗余来实现功率管短路故障容错功能，主要通过设计双三相电机的软硬件控制策略，以保证控制器发生任意单一故障后，系统不至于停转。一般而言，一个普通的三相电机对应一个驱动器控制，而双三相电机(如图1所示)通过将绕组形式设计为两个绕组并联的模式，一个电机需要配套两个驱动器同时驱动以实现大功率输出的目的。然而，两个驱动器的主全桥电路中任意开关管出现短路故障，都将使电机被迫停机。即使电机中另一个驱动器完全无故障，由于故障侧的嵌位作用电机也没法运转。因此对于具有双绕组设计的电机电气部分，需要设计一种控制策略保证两个驱动器发生任意单一短路故障后如绕组匝间短路、绕组引出端的相间短路、绕组开路、位置传感器故障，系统都不至于停转。至于电机本体的机械故障，如轴承故障、转子故障、连轴器故障等，由于方案自身的限制，无法保障其单一故障后系统仍可运行(或降级运行)。

在双三相永磁同步电机驱动器单一功率管短路的条件下，现有技术在不增加硬件断路器条件下，无法解决其故障检测、故障应对问题。

发明内容

发明目的：针对现有的双三相电机系统无法检测功率管短路、难以应对单一功率管短路、可靠性低的问题，本发明提出了一种双三相电机控制器功率管短路检测与故障保护方法，该方法使双三相永磁同步电机控制器工作时能充分利用控制余度优势、抗单点故障能力更强，可靠性更高。

技术方案：一种双三相电机控制器功率管短路检测方法，应用对象为双三相电机，该双三相电机包括两个并联的绕组，每个绕组配套一个驱动器；所述驱动器为由多个开关管构成的主全桥电路；包括：

根据DESAT故障信号，关断所有开关管；

检测一个电周期内的三相电流，当一个电周期内三相电流持续增大，且三相电流呈现出两相同极性、一相反极性时，则判定当前的DESAT检测信号对应的是短路故障，反极性相所在的位置为故障点，通过反极性相的电流正负判断短路的开关管为上管或下管。

进一步的，所述的通过反极性相的电流正负判断短路的开关管为上管或下管，包括：

当反极性相的电流极性恒为正时，短路的开关管为上管；

当反极性相的电流极性恒为负时，短路的开关管为下管。

本发明公开了一种双三相电机控制器功率管短路故障保护方法，应用对象为双三相电机，该双三相电机包括两个并联的绕组，每个绕组配套一个驱动器；所述驱动器为由多个开关管构成的主全桥电路；包括以下步骤：

根据DESAT故障信号，切断所有开关管；

采用功率管短路检测方法确定短路故障点，根据短路故障点，将另外两相的开关管短路，使双三相电机三相短路；

双三相电机另一绕组的驱动器进入故障控制模式；

其中，所述的功率管短路检测方法为权利要求1或2所述的一种双三相电机控制器功率管短路检测方法。

进一步的，在根据短路故障点，将另外两相的开关管短路的同时，双三相电机另一绕组的驱动器进入故障控制模式。