CN103018698B - 保护电机驱动系统不受电流传感器故障影响的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防护电机驱动系统以防电流传感器故障的影响。提供方法和设备用于检测多相电机中的相电流传感器故障。该方法包括，接收输入转矩指令T*并且测量包括电机的每个相的相电流Ix在内的反馈信号组，为电机生成对应于输入转矩指令T*的一个值的直和正交指令相电流Id*、Iq*，确定总指令电流Is = [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2，产生负序电流Ineg，此处，对于三个相是Ineg = (1/3)[Ia + (α2)Ib + (α)Ic]，式中，α = ej2 π /3，Ineg和Is联合提供标准化的负序电流Inn = Ineg/Is，该标准化的负序电流Inn与预定阈值INN*作比较以确定相电流传感器故障的存在，并且在Inn>INN*时执行控制动作。

Description

保护电机驱动系统不受电流传感器故障影响的方法
技术领域
本发明主要涉及电机驱动系统中的故障防护，并且更具体地涉及对电机相电流传感器故障的识别和补救动作以阻止或减轻对电机驱动系统及其部件的损坏。
背景技术
现今，广泛使用由直流（DC）能源供以电力的交流（AC）电机系统。DC能源是蓄电池的车辆的电机推进系统是众所周知。固定式DC-AC电机推进系统也是广泛使用的。这类推进系统内使用的控制系统监测和控制流入多相电机的每个相的电流。这类系统中使用的电流传感器不是一直如所期望的那样精确，或者，它们的精确度可能随着系统老化的时间而变化。现有技术的电机控制系统不能区别正常的操作误差与由电流传感器故障引起的误差。当传感器误差或故障未被发现时，系统控制器和/或推进电机本身会受到损坏并且系统用户可能处于危险条件下。
因此，期望提供一种改善的控制系统和方法，用于检测由传感器故障引起的相电流传感器误差，并且在适当的情况下，采取补救动作。另外，期望的是，用于检测这类传感器误差和采取补救动作的设备和方法是简单的、耐用可靠的且适合于对现有系统的改造。此外，本发明的其它的合乎需要的要素和特征将通过随后的详细说明和附上的权利要求变得明显，参照附图以及前述的技术领域和背景技术。
发明内容
提供方法和设备用于检测多相电机（26）中的相电流传感器（38）故障以及采取适当动作。接收或测量电机（26）的输入转矩指令T*(43)和包括电机（26）的每个相的相电流Ix在内的反馈信号组（60），为电机（26）生成对应于输入转矩指令T*的一个值的直和正交指令相电流Id*、Iq*，生成总指令电流Is = [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2，从感测到的相电流计算负序电流Ineg，此处，对于三个相是Ineg = (1/3)[Ia + (α2)Ib + (α)Ic]，式中，α = ej2π/3，Ineg和Is联合提供标准化的负序电流Inn = Ineg/Is，该标准化的负序电流Inn与预定阈值INN*作比较以确定相电流传感器（38）故障的存在，并且在Inn>INN*时执行控制动作。该控制动作可以包括下列的一个或多个，设置故障标记和/或设置诊断代码以表征故障的性质，和/或，降低相激励电压Vx和/或相激励电流Ix以防止对电机和/或向电机提供能源的推进系统的其它元件的损坏，和/或，提供软或硬关闭以最小化对与包含电机的推进系统有关的任何人员、材料或工艺的风险。本发明的实施例可以针对现有推进系统而进行改型。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种用于检测多相电机中的相电流传感器故障的方法，该方法包括：
接收输入转矩指令T*并且测量包括电机每个相的相电流Ix的电机的反馈信号组；
为电机生成对应于输入转矩指令T*的值的直和正交指令相电流Id*、Iq*；
确定总指令电流Is = f（Id*，Iq*）；
产生负序电流Ineg ＝ f（Ix）；
联合Ineg和Is以提供标准化的负序电流Inn = Ineg/Is；
将标准化的负序电流Inn与预定阈值INN*作比较以确定相电流传感器故障的存在；和
在Inn>INN*时执行控制动作。
2. 如方案1所述的方法，其中，所述控制动作包括在Inn>INN*时设置故障标记。
3. 如方案2所述的方法，其中，所述控制动作包括设置表征故障性质的诊断代码。
4. 如方案1所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低流向电机的相电流Ix。
5. 如方案1所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低施加给电机的相电压Vx。
6. 一种用于检测三相电机中的相电流传感器故障的方法，该方法可由适于控制电机的电机控制器执行，并且包括：
测量输入转矩指令T*并且设置包括电机三个相的每个的相电流Ia、Ib、Ic的电机的反馈信号组，并且使用所述控制器；
为电机生成对应于输入转矩指令T*的值的直和正交指令相电流Id*、Iq*；
确定总指令电流Is =  [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2；
产生负序电流Ineg ＝ (1/3)[Ia + (α2)Ib + (α)Ic]，其中α=ej2π/3；
联合Ineg和Is以提供标准化的负序电流Inn = Ineg/Is；
将标准化的负序电流Inn与预定阈值INN*作比较以确定相电流传感器故障的存在；和
在Inn>INN*时执行控制动作。
7. 如方案6所述的方法，进一步地包括，在Inn>INN*时设置故障标记。
8. 如方案7所述的方法，进一步地包括，还设置表征故障性质的诊断代码。
9. 如方案6所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低流向电机的相电流中的一个或多个。
10. 如方案6所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低施加给电机的电压Va、Vb、Vc。
11. 一种用于保护电动推进系统不受一个或多个电流传感器的故障影响的方法，所述电流传感器测量进入驱动电机的绕组Wa、Wb、Wc的相电流，所述电流传感器提供指示电机相电流信号Ia、Ib、Ic，所述方法包括：
从所述电流传感器接收指示电机相电流信号Ia、Ib、Ic；
从指令输入源接收电机转矩指令T*；
从所述电机接收电机转速ωr；
从向所述电机绕组Wa、Wb、Wc提供驱动电流的DC电源接收直流（DC）电压Vdc；
使用T*、ωr和Vdc，获得随时间变化的直轴指令电流Id*和正交轴指令电流Iq*的值；
确定总指令电流Is = [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2的值；
确定负序电流Ineg ＝ (1/3)[Ia + α2Ib + αIc]的值，其中，α = ej2π/3；
确定标准化的负序电流Inn = Ineg/Is的值；和
比较Inn与预定阈值INN*，并且，如果Inn>INN*，就执行控制动作。
12. 如方案11所述的方法，进一步地包括，如果Inn>INN*，就降低流向电机绕组Wa、Wb、Wc的驱动电流。
13. 如方案12所述的方法，其中，通过把电压Vdc转化成施加给电机的各个绕组Wa、Wb、Wc的不同相A、B、C的三个随时间变化的电压Va、Vb、Vc，获得来自DC电压源的流向电机绕组Wa、Wb、Wc的驱动电流，并且其中，通过降低Va、Vb、Vc来降低流向电机绕组Wa、Wb、Wc的驱动电流。
14. 如方案13所述的方法，其中，施加给各个电机绕组Wa、Wb、Wc的不同相A、B、C的三个随时间变化的电压Va、Vb、Vc取决于转矩指令T*，并且，如果Inn>INN*，就撤销T*以降低Va、Vb、Vc。
15. 如方案14所述的方法，其中，至少部分地由操作者致动的节流位置导出所述转矩指令T*。
16. 如方案11所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，执行控制动作以在存储器中设置误差标记。
17. 如方案16所述的方法，其中，执行控制动作的步骤包括在存储器中设置误差诊断代码。
18. 如方案16所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，设置故障标记或指示器，然后降低相电压Va、Vb、Vc。
19. 如方案11所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，降低进入绕组Wa、Wb、Wc的一个或多个相电流。
20. 如方案11所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，关闭驱动电机。
附图说明
下文将连同下列图形一起描述本发明，其中，相同的数字代表相同的元件，并且
图1示出典型的DC-AC电机推进系统，使用了现有技术中已知的元件连同按照图2和3示出的本发明实施例工作的元件；
图2按照本发明实施例示出示意工作图，解释图1的控制器如何工作，包括用于检测图1的推进系统中的传感器误差或故障的算法；和
图3是按照本发明的又一实施例的流程图，解释用于检测图1和2所示推进系统中的传感器故障或误差和保护系统不受到可能由这些误差或故障而引起的损坏的方法。
具体实施方式
下列详细说明本质上仅仅是示范性的并且不意图限制本发明或本发明的应用和使用。此外，不意图受到前述技术领域、背景技术、发明内容或之后的详细说明中出现的任何明确或暗示理论的限制。电流传感器故障能够导致电流传感器之间的重大增益/偏移误差，这在感测电流中引起三相失衡。在转矩或电流模式控制的情况下，这些相中的实际电流可能比感测电流大很多。人们发现，由于感测电流中的三相失衡，负序电流出现，这能用于保护系统。
图1示出典型的DC-AC电机推进系统20、80，使用了现有技术中已知的元件连同按照图2和3示出的本发明实施例工作的元件。当图1的系统按照本发明实施例执行图2和3示出的算法和方法时，该系统以不同方式工作并且获得现有技术中未发现的结果。采用的约定是，把按照现有技术工作的图1的现有技术元件的组合看成"系统20"，例如基于包含现有技术存储器33，把有些类似但重新编程的不同工作的元件的组合看成"系统80"，其按照本发明实施例以图2和3所示方式实行。为推进系统20、80所共有的那些元件一齐论述。推进系统20、80包括DC电源22、指令输入源24、电机26和控制系统28。控制系统28接收：（i）经由线路23、231来自DC电源22例如蓄电池的DC能Vdc，和（ii）经由线路25来自指令输入源24的指令输入（例如指令转矩T*），并且提供电力以控制电机26的运转。输入指令源输入24中的用户定制的指令输入告诉推进系统20、80干什么，例如，电机26应当如何运转。
控制系统28响应于从输入指令源24收到的输入指令（多个）把从DC电源22收到的DC能转化为AC能并且经由线路37把适当相和大小的AC能输送给电机26。为了便于说明，假定电机26是具有电机相A、B、C的三相电机，但是带有更多或更少相的其它AC电机也可以与系统80一起使用。控制系统28包括控制器30、驱动模块34、电力切换模块36和分别用于电机26的相A、B和C的电流测量元件38A、38B、38C（一起为38）。驱动模块34是传统的。驱动模块34经由总线31接收控制器30产生的相控制信号，并且做好准备，无论可能需要什么电平移动，都将上述驱动控制信号转化成适合电力切换模块36用的电平，把它们经由线路35发送，例如，对于相A，经由线路351，对于相B，经由线路352，对于相C，经由线路353。上述的相控制信号也称作脉宽调制（PWM）信号。对于三相电机，电力切换模块36通常包括六个电力切换装置（例如每个相有2个），这些电力切换装置在由从驱动模块34收到的PWM信号确定的适当的时间在局部基准电压（例如电机）与DC电源23提供的Vdc之间切换相A、B、C。电力切换模块36提供分别在电机相A、B、C上的脉冲相电压Va、Vb、Vc，例如，在线路371上的电机相A的相电压Va，在线路372上的电机相B的相电压Vb和在线路373上的电机相C的相电压Vc。上述的电力切换模块是本领域公知的。
根据需要的推进或驱动系统的类型，经由线路25来自接口24的指令输入（多个）可以包括的输入是规定了，例如但不意图限于，希望电机26提供的转矩T*或希望电机26提供的以转或弧度每单位时间为单位的电机26的转速ωr*或其它一些对推进系统20、80的使用有重大影响的参数。为了便于说明但不意图限制，此后假定指令输入源24提供期望转矩指令*给推进系统20、80。为了便于描述，把星号添加在参数或变量上以表征上述变量或参数是与实际或测得值相反的指令或参考值。例如，变量或参数T*用来表征期望或指令转矩值，而不带星号的变量或参数T用来表征实际转矩值。类似地，ωr*指的是电机26的指令转子转速，ωr指的是电机26的相应的实际转子转速。全文都遵循这个约定。
电流传感器38A、38B、38C（共同为38）测量从DC电源22经由电力切换模块36和线路37分别流向电机26的相A、B、C的电流Ia、Ib、Ic（共同为Ix）。代表这些测得值的信号经由线路39馈给控制器30，例如，代表Ia的测得值在线路391上，代表Ib的测得值在线路392上，代表Ic的测得值在线路393上。然而，对本领域熟练的人员将懂得，它们不是线路39中流向控制器30的真实电流，而仅仅是表征实际上流经线路37到电机26的真实电流Ia、Ib、Ic的大小的信号。通常或共同地，术语Ix用来指的是相电流，术语Vx用来指的是相电压（并且信号代表上述相电流或电压），其中，x采用适于在使用的电机相数的值。例如，对于双相机器，x将采用两个值（例如，a、b），对于三相机器是三个值（例如，a、b、c），对于六相机器是六个值，诸如此类。
控制器30具有输入/输出接口（I/O）部件301-306、处理器32和存储器33、33’。存储器33用来指的是控制按照现有技术操作的系统20的操作的存储器，存储器33'用来指的是控制按照图2-3操作的系统80的操作的存储器。处理器32可以是单处理机、多核处理器或分担控制器30的计算负荷的多个准独立处理器。I/O接口部件301-306分别经由线路或总线3011、3021、3031、3041、3051、3061与处理器32通信。输入接口部件301接收例如来自指令输入源24经由线路或总线25的T*输入。输入接口部件302经由线路或总线23和231从DC电源22接收Vdc。输入接口部件302在线路或总线39上分别从电流传感器38A、38B、38C接收代表Ia、Ib和Ic的信号。输入接口部件304经由线路或总线261从电机26接收转子角度信息θr。输入接口部件304经由线路或总线261从电机26接收转子角度信息。输入接口部件305经由线路或总线262从电机26接收转子转速信息ωr。输入接口部件301-305做好准备，无论可能需要什么电平移动或其它信号操作，都使上述信息与处理器32兼容。输出接口部件306经由线路或总线3061从处理器32接收电机相致动信号，并且做好准备，无论可能需要什么电平移动或其它信号操作，都使上述指令经由线路或总线31对驱动模块34有用。存储器33、33'和处理器32由线路或总线331连接。为了便于说明，处理器32和存储器33、33'在图1中示为由线路331连接的独立元件，但是在其它实施例中，他们可以合并。任一布置都可用。在本发明的一个实施例中，控制器30接收关于Vdc、Ia、Ib、Ic、θr和ωr的反馈信息，将该信息与储存在存储器33'中的关于推进系统80的性质的信息组合并且使用连同图2-3描述的也便利地储存在存储器33'中的算法，检测是否已经出现传感器误差或故障并且采取适当动作以警告系统用户和/或保护推进系统80不受损坏。虽然图1描绘的推进系统20、80的独立元件的大部分可能是技术中过时的，但是，上述元件与连同图2-3描述且例如储存在存储器33'或别处的算法的组合提供了新的、改进了的系统80和方法800，能够检测传感器故障并采取补救动作。
图2示出简图40，带有控制器功能图42和算法44。功能图42解释图1的控制器30如何产生出现在总线或线路31上给驱动模块34的信号并且最终使电力切换模块36能够向图1的电机26的相A、B、C提供电压Va、Vb、Vc和电流Ia、Ib、Ic。算法44使控制器30能够检测图1的推进系统80中的电流传感器误差或故障并采取补救动作。
多相电机可以用数学的方式说成具有两个磁对称轴，即，直轴（d）和正交轴（q），这将是本领域普通技术人员理解的。上述多相电机的工作可以用调整成以提供直轴定子磁通量ψd*、ψd的相应的直轴电流Id*、Id和调整成提供正交定子磁通量的正交电流ψq*、ψq的正交电流Iq*、Iq表示，在此，如前所述，有*的表征指令量，没*的表征实际或测得量，Id和Iq例如用方程式表示：
Id = (2/3)[(Ia)(cos θr) + (Ib)(cos (θr - 2π/3)) + (Ic)(cos (θr + 2π/3))]  方程式1
Iq = (2/3)[(Ia)(sin θr) + (Ib)(sin (θr - 2π/3) )+ (Ic)(sin (θr + 2π/3))]   方程式2
式中，θr是转子角度。如果使用实际或测得电流Ia、Ib、Ic和转子角度θr，结果就提供Id和Iq（即没有*），如果使用指令电流Ia*、Ib*、Ic*和转子角度θr，结果就提供Id*和Iq*。在实践中，T、Vdc、ωr与Ia、Ib、Ic之间的物理关系是通过试验确定的，计算Id和Iq并放在例如查询表中或其当量在存储器例如图1的存储体33、33'中。于是，如图2的框46所示，对于输入指令43（例如T*）、Vdc和ωr的任意指定组合，就能够从查询表确定Id* and Iq*。
功能图42包括的部分48具有：（i）组合器491、492（共同为49），它们接收导线4911上的输入Iq*、导线4912上的输入Iq、导线4921上的输入Id*和导线4922上的输入Id；（ii）比例积分（PI）控制器501、502（共同为50），它们分别连接到组合器49的输出；（iii） 组合器511、512（共同为51），它们在导线5111和5121上接收PI控制器50的输出，并且在导线5112上输入{(ωr)(ψd*) + (Iq*)(Rs)}且在导线5122上输入{-(ωr)(ψq*) + (Id*)(Rs)}，式中，Rs是电机26的定子电阻；和（iv）d、q –a、b、c转化器 52，其接收组合器511、512的输出、导线521上的输入ωr和导线522上的输入θr，并且产生在输出523处的信号Va*、在输出524处的信号Vb*和在输出525处的信号Vc*，从而得到在线路或总线31（见图1）上的信号，足以在电力切换模块36的输出处产生线路37上的Va、Vb、Vc以提供电流Ia、Ib、Ic给电机26的相A、B、C。控制器30的规定的另一路部分42提供在输出541处的脉宽调制（PWM）信号Da、在输出542处的信号Db和在输出543处的信号Dc（共同为54），这些在通过驱动模块34馈给图1的电力切换模块36时在电机26的相A、B、C上产生Va、Vb、Vc。
给控制器30的反馈信号60可以包括输入601上的相电流信号Ia、输入602上的相电流信号Ib、输入603上的相电流信号Ic、输入604上的图1所示DC电压源22的电压Vdc、输入605上的测得转子转速ωr和输入606上的测得转子角度θr。因此，控制器30处理的其它信号可以包括图1的电机26的直轴定子磁通量（ψd*）和正交定子磁通量（ψq*）以及其（Rs），这些值可以储存在图1的存储器33、33'或者由处理器32根据储存在存储器33、33'中的关于电机26的数据很容易地算出。如简图40的部分48所示，控制器30适于处理信号43和60以产生用于电机26的控制的相电压Va、Vb和Vc。
控制器30还使用其它传统的AC电机控制变量。正如本领域普通技术人员将好理解的，电压和电流可以表示成d-q坐标系上的矢量。因此，控制器30适合于确定电流指令值Id*、Iq*即提供给相应的d轴和q轴的电流和电压指令值Vd*、Vq*即应用到d轴和q轴上的电压值，基于输入431上的转矩指令信号（例如T*）43和储存在存储器33、33'中的关于电机26的数据。图42的块46表明，通过向那里接收输入461上的T*、向那里接收输入462上的Vdc以及向那里接收输入463上的ωr，上述变量与查询表一起用于提供块46的输出464上的Iq*和块46的输出465上的Id*，这些分别经由线路4641、4651传递给部分44的块441。类似地，Ia经由线路421，Ib经由线路422，Ic经由线路423传递给部分44的块442。尽管为了简单起见在图1和2中未示出，但是，本领域普通技术人员将理解，存在各种方式用于检测或测量d-q电压和电流值，包括使用解算器、电流传感器、电压传感器等等。控制器30最终通过接口306输出一组脉宽调制（PWM）信号54（例如输出541上的Da、输出542上的Db和输出543上的Dc）给驱动模块34和电力切换模块36，用于电机26的转速和转矩控制。
在图2的部分44中示意性地示出按照本发明的电流传感器故障检测算法，其中，相电流Ia、Ib、Ic分别经由线路421、422、423进行传递，直和正交指令电流Id*和Iq*分别经由线路4641、4651从部分42传递到算法44。图3是流程图，示出方法800，用于检测图1示出的推进系统80中的电流传感器38的故障或误差并且保护系统80不受到由上述传感器误差或故障引起的潜在损坏。一起论述部分44和图3。方法800从开始801和初始步骤802开始，其中，获得针对指示相电流Ix和指令电流Iq*、Id*的信号。伴随有，图1的控制器30或图2的部分42接收：（i）分别对应于图1的电流传感器38（例如38A、38B、38C）的信号输出Ix（例如Ia、Ib、Ic）的信号；（ii）对应于来自DC电源22的指令输入源24的转矩指令T*43的信号；（iii）来自电机26或其它电机转速源的转子转速信号ωr；和（iv）来自电机26或其它转子角度源的转子角度信号θr。在控制器30内产生对应于正交和直指令电流Iq*和Id*的信号，例如但不意图限于，通过从存储器33'的查询表中提取，如图2的块46所示。在方法步骤804处，把上面提到的值储存在例如存储器33'或推进系统80能够存取的任何其它存储器中。
在图3的方法步骤806和图2的块441中，按照下列方程式计算总指令电流Is = f(Iq*, Id*)，
Is = [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2           方程式3
并且，结果Is出现在块441的输出4411上并且理想地储存在存储器例如图1的存储器33'中。在图3的方法步骤808和图2的块442中，计算负序电流Ineg = f(Ix)，在三相系统的情况下，按照下列方程式：
Ineg = (1/3)[Ia + (α2)Ib + (α)Ic], where α =ej2π/3         方程式4
并且，Ineg出现在输出4421上并且理想地储存在存储器例如图1的存储器33'中。当有重大传感器误差时，由不平衡的三相电流生成负序电流Ineg。可以以按次序或大致并行的方式执行步骤806、808和块441、442，取决于可用处理器的数量。
在图3的方法步骤810和图2的块443中，使Ineg标准化，也就是说，按照下列方程式计算标准化负序电流Inn：
Inn = Ineg/Is                  方程式5
并且，Inn出现在块443的输出4431上。然后执行图3的询问步骤812或图2的“测试”块444，其中，确定Inn是否大于储存在存储器例如图1的存储器33'中的预定阈值INN*。当没有重大传感器误差时，Inn接近零。如果询问Inn > INN*的结果为“NO”，表明没有重大传感器误差，那么方法800如图3所示例如沿着路径813返回到步骤802-810进行数据更新。或者，如图2所示，NO标识出现在测试块444的输出4441上以“重复”图2的块445，并且，从图2的块445出来的箭头446表征使用新数据重复块441-444。理想地，选择INN*以考虑与电流传感器38相关的制造公差。例如，如果已知传感器38具有大约+/-7%的单个误差范围，那么，理想地，选择INN*以适应有些大的传感器啊，也许提供10-15%的幅度。如果需要承受一个以上的传感器中的误差，那么，可以把INN*设定为单个传感器误差范围的数倍，也许提供25-30%的幅度。只要Inn < INN*，那么，询问812的结果和测试块444保持“NO”并且返回802-812-813-802等和441-444等，继续。
如果询问812的结果是“YES（是）”，表明已经检测到重大传感器误差，那么，方法800可沿着路径815-1前进到步骤816，在此，在存储器例如存储器33’中设置故障或误差标记。方法800可以沿着路径817-1前进到结束820。在另一实施例中，方法800可以从询问812的结果“YES”沿着815-2前进到818，在此，执行控制动作，例如，减小Ia, Ib, Ic以排除对电力切换模块36和/或电机26的损坏，或由于其它原因，并且然后沿着路径819到结束820。在又一另外的实施例中，方法800可以经由路径815-1前进到步骤816，在此，设置误差或故障标记，并且然后沿着路径817-2前进到步骤818，在此，执行控制动作，然后沿着路径819到结束820。上述的任一都是可用的。上述动作也在图2中示出，当“YES”结果出现在测试块44到块448的输出4442上时，块448示出结果“如果为YES，设置故障标记和/或执行控制动作”。
在存储器中设置误差故障标记用于保护推进系统80和/或系统80的操作者，不管是否紧接着有步骤18关闭系统80或减少提供给电力切换模块（PSM）36且得到向电机26的相电流Ia、Ib、Ic的电流驱动指令。如果INN*的值设在低于可引起对PSM 36或电机26的损坏的相电流Ia、Ib、Ic的水平，那么，系统80的操作可以继续，例如，同时，控制器30检查Inn的进一步变化，或者，同时，警告灯、喇叭或其它警告信号反馈给系统操作者，例如，通过在指令输入源24附近公布警告。这个方法尤其在系统80的无预兆关闭（例如调到OFF）本身可能对与系统80有关的人员或设置或工艺有风险时有用。因此，算法44和方法800能够适应宽种类的失效-安全关闭或减慢或失效-软协议，它们排除或最小化对系统80的敏感部件的损坏，例如且不限于仅仅是PSM 36和电机26，同时还适应与推进系统80相关的人员或产品或材料的安全需求。例如，如果推进系统80与车辆相关，方法800能够设置故障标记，警告车辆驾驶员已经出现传感器故障，并且，如果上述故障大或持续，就建议驾驶员立刻采取动作以到达安全停止位置。在另一例子中，在推进系统例如驱动循环泵冷却有害材料时，控制动作可以包括开动备用冷却系统或获得以相同或更小的水平的继续运行以允许实现手动关闭或操作人员安全离开这个区域。
尽管在前面的详细描述中已经给出了至少一个示范实施例，但是应当意识到存在大量的变形。还应当意识到，释放实施例仅仅是例子，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、应用或构造。相反地，前面的详细描述将给本领域技术人员提供方便的指导来实施示范实施例。应当理解，在不脱离所附权利要求及其法定等同物限定的发明范围的情况下，能够对元件的功能和布置做出各种改变。

Claims (19)

1.一种用于检测多相电机中的相电流传感器故障的方法，该方法包括：
接收输入转矩指令T*并且测量包括电机每个相的相电流Ix的电机的反馈信号组；
为电机生成对应于输入转矩指令T*的值的直轴指令相电流Id*和正交轴指令相电流Iq*；
确定总指令电流Is = f（Id*，Iq*）；
产生负序电流Ineg ＝ f（Ix）；
联合Ineg和Is以提供标准化的负序电流Inn = Ineg/Is；
将标准化的负序电流Inn与预定阈值INN*作比较以确定相电流传感器故障的存在；和
在Inn>INN*时执行控制动作。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制动作包括在Inn>INN*时设置故障标记。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述控制动作包括设置表征故障性质的诊断代码。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低流向电机的相电流Ix。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低施加给电机的相电压Vx。
6.一种用于检测三相电机中的相电流传感器故障的方法，该方法可由适于控制电机的电机控制器执行，并且包括：
测量输入转矩指令T*并且设置包括电机三个相的每个的相电流Ia、Ib、Ic的电机的反馈信号组，并且使用所述控制器；
为电机生成对应于输入转矩指令T*的值的直轴指令相电流Id*和正交指令相电流Iq*；
确定总指令电流Is =  [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2；
产生负序电流Ineg ＝ (1/3)[Ia + (α2)Ib + (α)Ic]，其中α=ej2π/3；
联合Ineg和Is以提供标准化的负序电流Inn = Ineg/Is；
将标准化的负序电流Inn与预定阈值INN*作比较以确定相电流传感器故障的存在；和
在Inn>INN*时执行控制动作。
7.如权利要求6所述的方法，进一步地包括，在Inn>INN*时设置故障标记。
8.如权利要求7所述的方法，进一步地包括，还设置表征故障性质的诊断代码。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低流向电机的相电流中的一个或多个。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述控制动作包括，降低施加给电机的电压Va、Vb、Vc。
11.一种用于保护电动推进系统不受一个或多个电流传感器的故障影响的方法，所述电流传感器测量进入驱动电机的绕组Wa、Wb、Wc的相电流，所述电流传感器提供指示电机相电流信号Ia、Ib、Ic，所述方法包括：
从所述电流传感器接收指示电机相电流信号Ia、Ib、Ic；
从指令输入源接收电机转矩指令T*；
从所述电机接收电机转速ωr；
从向所述电机绕组Wa、Wb、Wc提供驱动电流的DC电源接收直流（DC）电压Vdc；
使用T*、ωr和Vdc，获得随时间变化的直轴指令电流Id*和正交轴指令电流Iq*的值；
确定总指令电流Is = [(Iq*)2 + (Id*)2]1/2的值；
确定负序电流Ineg ＝ (1/3)[Ia + α2Ib + αIc]的值，其中，α = ej2π/3；
确定标准化的负序电流Inn = Ineg/Is的值；和
比较Inn与预定阈值INN*，并且，如果Inn>INN*，就执行控制动作。
12.如权利要求11所述的方法，进一步地包括，如果Inn>INN*，就降低流向电机绕组Wa、Wb、Wc的驱动电流。
13.如权利要求12所述的方法，其中，通过把电压Vdc转化成施加给电机的各个绕组Wa、Wb、Wc的不同相A、B、C的三个随时间变化的电压Va、Vb、Vc，获得来自DC电压源的流向电机绕组Wa、Wb、Wc的驱动电流，并且其中，通过降低Va、Vb、Vc来降低流向电机绕组Wa、Wb、Wc的驱动电流。
14.如权利要求13所述的方法，其中，施加给各个电机绕组Wa、Wb、Wc的不同相A、B、C的三个随时间变化的电压Va、Vb、Vc取决于转矩指令T*，并且，如果Inn>INN*，就忽略T*而降低Va、Vb、Vc。
15.如权利要求11所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，执行控制动作以在存储器中设置误差标记。
16.如权利要求15所述的方法，其中，执行控制动作的步骤包括在存储器中设置误差诊断代码。
17.如权利要求15所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，设置故障标记或指示器，然后降低相电压Va、Vb、Vc。
18.如权利要求11所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，降低进入绕组Wa、Wb、Wc的一个或多个相电流。
19.如权利要求11所述的方法，进一步地包括，当Inn>INN*时，关闭驱动电机。
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