[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101534083A [43]公开日2009年9月16日
[21]申请号200910128611.3[22]申请日2009.03.12
[21]申请号200910128611.3
[30]优先权
[32]2008.03.12 [33]US [31]12/047123
[71]申请人通用汽车环球科技运作公司
地址美国密执安州
[72]发明人S·希蒂 D·唐 B·A·韦尔奇科 M·佩
里西克 C·C·斯坦库 [74]专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司代理人彭武 刘华联
[51]Int.CI.H02P 6/06 (2006.01)H02P 6/16 (2006.01)H02P 27/06 (2006.01)
权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 4 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明涉及电动机系统中的DC母线放电，具体
而言本发明涉及提供用于使DC母线放电的方法和装
置，所述DC母线给逆变器提供功率。电动机系统设
置有用于使DC母线放电的改进的放电方法，所述电
动机系统包括电动机、给永磁电动机提供电气控制
的逆变器、给逆变器提供功率的直流(DC)母线和处
制信号提供给逆变器。响应于检测预定的放电信号，
处理器产生用于在电动机的电机绕组中产生纹波电
流从而通过被动负载耗散来自DC母线的能量的操作
控制信号，被动负载包括电动机的电机绕组。
200910128611.3权 利 要 求 书第1/3页
1.一种用于对给电动机系统中的电机控制电路提供功率的直流(DC)母线放电的方法，所述方法包括下述步骤：
检测预定的放电信号；
响应于检测到所述预定的放电信号而产生用于在电动机系统的电动机的电机绕组中产生纹波电流从而通过被动负载耗散来自DC母线的能量的操作控制信号，其中所述被动负载包括电动机的电机绕组；以及
给电机控制电路提供所述操作控制信号用于通过电机控制电路和电动机的电机绕组使DC母线放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，产生用于产生所述纹波电流的操作控制信号的步骤包括产生具有预定的开关序列和预定的占空比的操作控制信号的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定的占空比包括具有大于10千赫的频率的占空比。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定的占空比包括具有大于10千赫且小于12千赫的频率的占空比。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定的开关序列包括用于切换电动机的主动开关向量的一系列预定的信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，用于切换电动机的主动开关向量的所述一系列预定的信号包括这样的信号，所述信号在所述一系列预定的信号中的任一点处以预定的方式切换两个或更多个主动开关向量的信号使得在所述一系列预定的信号中的所述点处所述主动开关向量相加为零。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述主动开关向量包括六个主动开关向量，所述六个主动开关向量包括每对两个主动开关向量的三个向量对，所述三个向量对中的每一个向量对的两个主动开关向量相加为零，并且其中用于切换主动开关向量的所述一系列预定的信号包括这样的信号，所述信号在所述
一系列预定的信号的任一点处以预定的方式切换所述三个向量对中的其中一个向量对的所述两个主动开关向量以相加为零。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述操作控制信号的步骤包括响应于电动机的电压向量对产生用于产生纹波电流的操作控制信号的步骤。
9.一种用于为电动机系统中的电机控制电路提供操作信号的处理器，所述电机控制电路从直流母线接收功率，所述处理器包括： 第一操作信号发生器，所述第一操作信号发生器用于接收扭矩指令并且响应于扭矩指令产生第一操作控制信号；
第二操作信号发生器，所述第二操作信号发生器响应于检测到预定的放电信号产生用于在电动机系统的电动机的电机绕组中产生纹波电流从而通过被动负载耗散来自直流母线的能量的第二操作控制信号，所述被动负载包括电动机的电机绕组；以及
连接到所述第一和第二操作信号发生器的输出处理机，所述输出处理机响应于未接收第二操作控制信号而提供第一操作控制信号给所述处理器的输出并且响应于接收第二操作控制信号而提供第二操作控制信号给所述处理器的输出。
10.根据权利要求9所述的处理器，其中，第二操作控制信号发生器产生具有预定的开关序列和预定的占空比的第二操作控制信号。
11.根据权利要求10所述的处理器，其中，所述预定的占空比包括具有大于10千赫的频率的占空比。
12.根据权利要求10所述的处理器，其中，所述预定的开关序列包括用于切换电动机的主动开关向量的一系列预定的信号。
13.根据权利要求9所述的处理器，其中，第二操作信号发生器响应于电动机的电压向量对产生用于在电动机的电机绕组中产生纹波电流的第二操作控制信号。
14.一种电动机系统，所述电动机系统包括：
电动机；
逆变器，所述逆变器连接到所述电动机并且为所述电动机提供电气控制；
直流母线，所述直流母线连接到逆变器用于为所述逆变器提供功率；以及
处理器，所述处理器连接到所述逆变器用于产生操作控制信号并且给所述逆变器提供这些操作控制信号，其中，所述处理器响应于检测
到预定的放电信号产生用于在电动机的电机绕组中产生纹波电流从而通过被动负载耗散来自直流母线的能量的操作控制信号，其中所述被动负载包括电动机的电机绕组。
15.根据权利要求14所述的电动机系统，其中，所述处理器产生第一操作控制信号和第二操作控制信号，所述第一操作控制信号响应于接收到的扭矩指令产生并且包括用于提供给控制电动机的所述逆变器的相电流，所述第二操作控制信号响应于检测到预定的放电信号产生并且包括用于在电动机的电机绕组中产生纹波电流从而通过被动负载耗散来自直流母线的能量的操作控制信号。
16.根据权利要求15所述的电动机系统，其中，所述处理器产生具有预定的开关序列和预定的占空比的所述第二操作控制信号。
17.根据权利要求16所述的电动机系统，其中，所述预定的占空比包括具有大于10千赫的频率的占空比。
18.根据权利要求16所述的电动机系统，其中，所述预定的开关序列包括用于切换电动机的主动开关向量的一系列预定的信号。
19.根据权利要求14所述的电动机系统，其中，所述电动机是交流同步电动机。
20.根据权利要求14所述的电动机系统，其中，所述逆变器包括多个绝缘门双极晶体管，所述绝缘门双极晶体管具有连接到处理器以从所述处理器接收所述操作控制信号的门，所述多个绝缘门双极晶体管控制所述电动机的操作。
200910128611.3说 明 书第1/6页
电动机系统中的DC母线放电
技术领域
[0001]本发明总体上涉及电动机系统，且更具体地涉及用于电动机系统中直流(DC)母线的放电的方法和装置。
背景技术
[0002]电动机系统通常包括电机控制电路，例如逆变器。通过具有连接在DC母线的高电压节点和低电压节点之间的DC母线电容器的直流(DC)母线将功率供应给电机控制电路。当DC母线断电时，存储在DC母线电容器中的能量通常通过将DC母线连接到专用放电电路被放出，所述专用放电电路通常包括用于使DC母线电容器放电的大变阻器或其它耗能设备。仅当希望放电功能时主动连接到DC母线以减少系统功率损耗(即，由耗能设备连续连接到DC母线产生的系统功率损耗)的传统的专用放电电路增加了电机控制电路的大小和成本。 [0003]因此，希望提供应用现有的电路以执行必要的放电功能的DC母线放电方案。另外，希望提供不需要额外信息的可靠的DC母线放电方案。此外，本发明的其它希望的特点和特征将从随后的详细描述和附加的权利要求并结合附图和前述技术领域和背景技术变得显而易见。
发明内容
[0004]电动机系统设置有给逆变器提供功率的DC母线的改进的放电。电动机系统包括电动机、为电动机提供电气控制的逆变器、给逆变器提供功率的直流(DC)母线和处理器。处理器产生操作控制信号并且将这些操作控制信号提供给逆变器。响应于检测到预定的放电信号，处理器产生用于在电动机的电机绕组中产生纹波电流从而通过被动负载耗散来自DC母线的能量的操作控制信号，被动负载包括电动机的电机绕组。
[0005]提供对用于给电动机系统中的电机控制电路提供功率的直流(DC)母线进行放电的方法。所述方法包括步骤：检测预定的放
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