[发明专利]用于监控电动机中的电流的系统和方法

说明书

技术领域

在此描述的发明的实施例总体上涉及一种电动机驱动系统，更具体地，本发明的实施例涉及用于监控电动机中的电流的方法和系统。

背景技术

在利用电牵引电动机的车辆中，使用交流（AC）电动机驱动将所需的转矩供给到电动机轴。在实践中，由电动机产生的转矩量与供给到电动机的电流量直接相关（尽管不是严格成正比）。因此，通过调节和精确控制流到电动机的电流，便可准确地控制和监控由电动机产生的转矩的量。

在许多系统中，不直接控制输入电动机电流。例如，多种电动机在结合逆变器（或其它开关式电源）的情况下利用脉宽调制（PWM）技术被操作以控制电动机绕线中的电压，进而在电动机中产生电流。大多数现有技术的系统响应于所需转矩（或指令转矩）确定用于产生所需转矩量的期望的输入电动机电流，并利用闭环控制系统来控制流经电动机绕线的电流从而调节电动机产生的转矩量。使用电流传感器测量电动机电流，随后将电动机电流与期望的输入电动机电流相比较。调节逆变器的PWM指令以增大和/或减小电动机绕线中的电压，使得测量到的电动机电流随期望的输入电动机电流而变化。

当电流传感器未准确地测量电动机电流时，这些闭环控制系统控制电动机转矩的能力便会受损。例如，在没有准确的电动机电流信息的情况下，控制系统可能促使电动机产生不足的转矩、过大的转矩或者变化或波动的转矩量。因此，需要监控电流传感器并在电流传感器未准确测量电动机电流的情况下提供保护以确保电动机的可靠运转。

发明内容

根据一个实施例，提供一种在车辆中使用的电气系统。该电气系统包括直流电（DC）接口、具有多个相位的电动机以及联接在DC接口与电动机之间的逆变器模块。逆变器模块包括多个相桥，其中每个相桥对应于电动机的相应相位。第一电流传感器设置为测量在DC接口与逆变器模块之间流动的DC电流。第二电流传感器插设在逆变器模块的第一相桥与电动机的第一相位之间。第二电流传感器设置为测量流经电动机的第一相位的第一相电流。控制模块联接到第一电流传感器和第二电流传感器。控制模块设置为至少部分程度上基于通过第一电流传感器测量的DC电流确定第一相电流的期望值，并在第一相电流的期望值与测得的第一相电流之间的差大于阈值时采取补救措施。

根据另一实施例，提供一种用于操作包括联接在直流电（DC）接口与电动机之间的逆变器的电气系统的方法。该方法包括：测量在DC接口与逆变器之间流动的DC电流；测量在逆变器与电动机的第一相位之间流动的第一相电流；基于测量到的DC电流确定期望的第一相电流；以及当测量到的第一相电流与期望的第一相电流之间的差大于阈值时采取补救措施。

在另一实施例中，提供了一种电气系统。该电气系统包括直流电（DC）接口、具有多个相位的电动机以及联接在DC接口与电动机之间的逆变器模块。逆变器模块包括多个相桥，其中每个相桥对应于电动机的一个相位。第一电流传感器插设在DC接口与逆变器模块之间。第一电流传感器设置为测量在DC接口与逆变器模块之间流动的DC电流。第二电流传感器插设在逆变器模块的第一相桥与电动机的第一相位之间。第二电流传感器设置为测量流经电动机的第一相位的第一相电流。第三电流传感器插设在逆变器模块的第二相桥与电动机的第二相位之间。第三电流传感器设置为测量流经电动机的第二相位的第二相电流。

方案1. 一种在车辆中使用的电气系统，包括：

直流电（DC）接口；

具有多个相位的电动机；

联接在所述DC接口与所述电动机之间的逆变器模块，所述逆变器模块包括多个相桥，其中每个相桥对应于所述电动机的相应相位；

第一电流传感器，所述第一电流传感器设置为测量在所述DC接口与所述逆变器模块之间流动的DC电流；

第二电流传感器，所述第二电流传感器插设在所述逆变器模块的第一相桥与所述电动机的第一相位之间，所述第二电流传感器设置为测量流经所述电动机的第一相位的第一相电流；以及

控制模块，所述控制模块联接到所述第一电流传感器和所述第二电流传感器，其中所述控制模块设置为：

至少部分程度上基于通过所述第一电流传感器测量的DC电流来确定所述第一相电流的期望值；以及

当所述第一相电流的期望值与测得的第一相电流之间的差大于阈值时采取补救措施。

方案2. 如方案1所述的电气系统，其中，所述控制模块联接到所述逆变器模块，其中所述控制模块设置为：

产生用于在切换间隔中操作所述逆变器模块的多个相桥的指令信号；以及