[发明专利]电动车用逆变器的应急运转装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动车用逆变器(inverter)，涉及在通过三相逆变器使用于电动车的三相马达运转的过程中，在一相桥臂发生故障的情况下的应急运转装置及其方法。

背景技术

电动车为了产生充分的动力而使用三相马达，并且三相马达则借助三相逆变器来运转。另一方面，由于电动车在道路上行驶，因而即使三相逆变器的一部分发生故障，也需要持续驾驶。

为此，如图1所示，除了在上下端的直流链路(link)电容器110、C1、C2和三相马达140之间配置三相逆变器120之外，本发明包括应急连接部130，上述应急连接部130用于分别连接上下端直流链路电容器C1、C2的中间点和三相马达140的输入端。应急连接部130包括并联的多个晶闸管。

平时，三相逆变器120根据从外部施加的开关切换动作信号来工作，以此运转三相马达140，此时，晶闸管处于断开状态。之后，在当三相逆变器120的一相桥臂发生故障时的应急情况下，接通与发生故障的相相应的应急连接部130的晶闸管来使上述应急连接部130运转。

图2为在c相桥臂发生故障的情况下的三相逆变器120的应急联接回路图，察看其动作如下。

若供给直流电压，则串联的上下端直流链路电容器C1、C2进行充电，并向三相逆变器120供给其充电电压。通过接通或断开接收到电压的三相逆变器120的开关来向三相马达140供给电压，而三相逆变器120则具有如图4所示的四种开关切换状态。在此，以三相马达140采用Y结线的情况为例来进行说明，0是指下端开关处于接通的状态、1是指上端开关处于接通的状态。即，<0，0>的情况意味着S1、S2桥臂的下端开关被接通，并且上端开关被断开。

在四个电压矢量中的构成三相逆变器120的开关中，在仅全部接通上端的开关的情况下，即在<1，1>状态下，向三相马达140供给上端直流链路电容器C1中的充电电压V1，下端直流链路电容器C2不向三相马达140供给电压。

并且，在仅全部接通下端开关的情况下，即在<0，0>状态下，向三相马达140供给下端直流链路电容器C2中的充电电压V2，并且，不向三相马达140供给上端直流链路电容器C1中的充电电压V1。并且，在<0，1>、<1，0>状态下，上下端直流(DC)链路电容器向三相马达140供给电压。像这样，随着向三相马达140供给电压，来使三相马达140旋转。

如图3所示，为了使三相马达140旋转，需要相互具有120度的相位差的三相电压Va、Vb、Vc。

为了生成上述三相电压，在三相逆变器120中，向三相马达施加的三相的电压矢量中的一个电压与上端直流链路电容器C1和下端直流链路电容器C2的中间点相连接，剩余的两个电压与上述开关和下端开关之间的桥臂(leg)相连接。

而且，如图3所示，为了形成用于呈现与三相平衡电压相同的效果的电压，在上述上端直流链路电容器C1和下端直流链路电容器C2之间的中间点也施加负相。从而得到如图3中的Vu、Vv的两个矢量。

如此形成的Vu、Vv的电压呈具有三相平衡电压和零序分量的电压的形态。即，使用四个开关来可得到三相平衡电压。如图3所示，三相逆变器120的两个电压矢量Vu、Vv相互具有60度的相位差，并且在三相马达140的C相与中间点相连接的情况下，可知Vu的电压与a相电压Va相比偏移30度。

因此，在通过脉冲宽度调制(PWM)方式控制三相逆变器120的情况下，若施加以如下数学公式1表示的三相逆变器120的矢量电压Vu、Vv，则可控制三相马达140。

数学公式1