[发明专利]一种电机三相定子绕组主动短路系统以及方法

说明书

一种电机三相定子绕组主动短路系统以及方法，方法包括：S100、检测电机控制器故障并判断故障类型，如果故障类型为下桥驱动芯片检测故障则执行步骤S200，如果故障类型为非下桥驱动芯片检测故障则执行步骤S300；S200、通过第一主动短路通道开通半导体开关管的上桥以主动短路电机三相定子绕组；S300、通过第二主动短路通道开通半导体开关管的下桥以主动短路电机三相定子绕组；本发明提供两个主动短路通道，提高了主动短路的可靠性和安全性；在低压侧掉电时也可实现主动短路；在执行主动短路之前，先将电机转速降低到第一阈值转速以内，避免半导体开关管反向耐压过高而且在电机转速降低到第二阈值转速时进入自由停车状态，最终达到高速时良好制动且低速时防止制动扭矩突变的效果。

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种电机三相定子绕组主动短路系统。

背景技术

在控制器出现故障时，通常采用主动短路电机的三相定子绕组(ASC ， ACTIVESHORT CURRENT)的方式实现快速制动，即将IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块的上桥或下桥保持开通。上桥或下桥开通能够主动短路三相电机定子绕组，这种主动短路的策略能够让电机Q轴产生一个负向电流，因此电动汽车能够得到一个有效制动力进入安全停车状态。

具体地，在现有的ASC方案中，利用IGBT模块正常工作时的PWM(Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)发波通道控制上桥或下桥开通，即用高电平替代正常工作时的PWM波发送给IGBT模块的上桥或下桥。具体的，由 MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)置高电平给CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)，CPLD再将上桥或下桥的驱动芯片的ASC输入端输入高电平，驱动芯片输出一个高电平给上桥或下桥的门极，让IGBT的上桥或下桥保持开通。如果PWM发波通道中出现其他元器件失效问题，这样会影响主动短路三相定子绕组正常执行。

另外，现有的ASC方案适用于反电动势较低(如低于750V最高转速)的电机控制器领域。因为正常工作的IGBT模块，如果要实现ASC需要先将IGBT 模块全部封管，然后在开通，在封管的过程中会产生与电机转速相关的反向电动势。如果电机在高速情况进入ASC，则会产生较高的反向电动势，而反向电动势过高就会造成IGBT模块的反向耐压过高，这样就会存在反向电压应力过高，在ASC过程中会存在风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电机三相定子绕组主动短路系统以及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电机三相定子绕组主动短路系统，包括：

第一主动短路通道，为半导体开关管的上桥的正常工作路径，包括依次连接的MCU、CPLD、用于与半导体开关管的上桥连接的上桥驱动芯片；

第二主动短路通道，包括依次连接的MCU、隔离模块、用于与半导体开关管的下桥连接的下桥驱动芯片；

主动短路执行模块，用于检测电机控制器故障并判断故障类型，如果故障类型为下桥驱动芯片检测故障，则通过第一主动短路通道开通半导体开关管的上桥以主动短路电机三相定子绕组；如果故障类型为非下桥驱动芯片检测故障，则通过第二主动短路通道开通半导体开关管的下桥以主动短路电机三相定子绕组。

在本发明所述的电机三相定子绕组主动短路系统中，所述第二主动短路通道还包括位于MCU与隔离模块之间的或门，所述或门的两个输入端分别接收 MCU的主动短路信号以及低压侧电压掉电信号；

所述第二主动短路通道还用于在低压侧电压掉电时被触发开通半导体开关管的下桥以主动短路电机三相定子绕组。

在本发明所述的电机三相定子绕组主动短路系统中，所述系统还包括：