CN103403562A - 包括预加电诊断的机械系统 - Google Patents

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Abstract

示例性实施例公开了一种驱动系统，包括：电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相关联；和直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机。DC总线包括：高侧线，低侧线，和逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个。驱动系统还包括控制器，该控制器被可操作地连接到所述DC总线和所述电机，该控制器被配置为基于所述多个相电流和DC总线电压确定在所述驱动系统中是否存在失效，其中所述DC总线电压是跨越所述高侧线和所述低侧线的电压。

Description

包括预加电诊断的机械系统
技术领域
示例性实施例涉及例如电动和混合动力车辆和设备领域中的用于实时失效检测的逆变器供电的电机系统的预加电诊断。
背景技术
对于电动或混合动力车辆的驱动系统而言，已知的是具有发动机(例如，内燃机)、被连接到发动机的发电机、直流(DC)总线、和电动机。DC总线被电连接于发电机和电动机之间，用于驱动一个或多个车辆元件。转换器被电连接在发电机和DC总线之间并且被控制以在发电机的发电过程中将交流(AC)电转化为直流电，并且在电动机的驱动过程中将直流电转化为交流电。电动机可以是开关磁阻式(SR)电动机、永磁体(PM)AC电动机、或感应AC电动机。
在逆变器供电的驱动系统中，功率逆变器被电连接于DC总线和电动机之间并且被控制以在电动机的驱动过程中将来自DC总线的直流电转换为交流电并且在电动机的电制动过程中将交流电转化为直流电。在具有再生制动的车辆中，逆变器还从电动机获取动力(现在用作发电机)并将其存储在电池中。电压传感器被电连接到DC总线以感测DC总线电压并输出指示该电压的DC总线电压信号。电流传感器感测电动机的相电流并输出指示该相电流的相电流信号。控制系统被电连接到电压传感器和电流传感器以接收来自与系统操作有关的传感器的信号。
在逆变器供电的驱动系统中，可以理解，各种失效可能发生在系统中所使用的各种功率和控制构件中，例如，逆变器中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)、逆变器中的二极管、电机、电动机绕组、DC总线电容器、逆变器与电机之间的电力电缆。
发明内容
示例性实施例提出了一种用于逆变器供电的电机系统的新型的监控和控制技术。电机在低压电平时的预加电诊断能够在系统在完全动力下工作之前检测初始的失效，显著地降低了维护成本和在高压时意外失效的风险。在示例性实施例中，失效可包括断路或故障并且并仅限于这两种类型的失效。
示例性实施例公开了可用于系统的预加电诊断的至少两种不同的方法。可用于PM式、感应式、或SR式电动机的第一方法利用了感测到的信号电平的测量值去确定是否在系统中存在失效。应当理解，“信号电平”可以涉及测得的相电压或测得的相电流。可以通过跨导放大器或互阻放大器(例如，可操作的放大器外加电阻器)将测得的相电压转化为测得的相电流。为了简洁起见，第一方法是使用测得的相电流作为信号电流而加以描述的。然而，应当理解，第一方法也可以通过使用测得的相电压而得以实施。
用于具有PM、感应或SR电动机的系统的第二方法利用了在相对于负DC总线的逆变器引线中的高侧和低侧装置之间测得的AC中点电压处感测到的电压的测量结果去确定系统中是否存在失效。感测到的电压在被构造成控制系统的门驱动器的模数转换器(ADC)中处理。该数据被认为是ADC计数数据。该方法将ADC计数数据与装置的开关信号相比较，以识别和定位系统中的失效。
此外，之前已存在的用于标识操作的控制系统和逆变器中的电压和电流传感器意味着用于预加电诊断的条件监控算法可用非常小的增量成本加以执行，并且通常除了软件升级或加装软件子程序之外不需要其他成本。
通过依赖由预加电监控和诊断提供的信息去评估机器的状况和识别失效，可以避免系统中的未来的失效、连串的失效或灾难性的失效，从而节省大量的钱并防止系统停机。
由于高开关频率产生的噪音，逆变器驱动的电机中的失效的检测是挑战性的。然而，检测和防止灾难性失效的成本节约使得开发出预加电诊断方法是值得的。
至少一个示例性实施例提供了一种驱动系统，包括：电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相关联；和直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机。DC总线包括：高侧线，低侧线，和逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个。驱动系统还包括控制器，该控制器被可操作地连接到所述DC总线和所述电机，该控制器被配置为基于所述多个相电流和DC总线电压确定在所述驱动系统中是否存在失效，其中所述DC总线电压是跨越所述高侧线和所述低侧线的电压。
至少另一示例性实施例提供了一种驱动系统，包括：电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相相关联；和直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机。DC总线包括：高侧线，低侧线，和逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个和相电压。驱动系统还包括控制器，该控制器被可操作地连接到所述DC总线和所述电机，该控制器被配置为向所述多个开关系统分别地提供电压，所述多个相电流的输出电压分别基于被提供的电压。所述控制器包括：模数转换器(ADC)，该模数转换器被配置为测量由所述多个开关系统输出的所述相电压并基于测得的相电压产生计数数据。所述控制器被配置为基于所述计数数据确定在驱动系统中是否存在失效。
至少另一实施例公开了一种计算机可读介质，当在计算机中运行时，该计算机可读介质被配置为指令所述计算机基于多个相电流和DC总线电压确定在驱动系统中是否存在失效。驱动系统包括：电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相关联；和直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机。DC总线包括：高侧线，低侧线，所述DC总线电压是跨越所述高侧线和所述低侧线的电压，和逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，示例性实施例将会被更清楚地理解。图1-6呈现了本文所描述的非限定性的、示例性的实施例。
图1是示出了根据示例性实施例的车辆驱动系统的示意图；
图2是图1的驱动系统的电力和控制部分和根据示例性实施例的电流测量的示意图；
图3是根据示例性实施例示出了在向电动机提供正和负的电流时功率流穿过功率逆变器的一部分的放大示意图；
图4A-4C描绘了根据示例性实施例的诊断方法的流程图；
图5是根据示例性实施例的用于PM或感应电机的驱动系统的电力部分的和电流测量的示意图；以及
图6是根据示例性实施例的用于SR电机的驱动系统的电力部分的和电流测量的示意图。
具体实施方式
现在将参照描绘了一些示例性实施例的附图更加完整地描述各种示例性实施例。
因此，示例性实施例能够进行各种修改并具有可替换的形式，它们的实施例被以举例的方式示于附图中并将在本文中进行详细的描述。然而，应当理解，本申请并不试图将这些示例性实施例限定为所公开的特定的形式，而是相反地，示例性实施例应当覆盖落入权利要求范围内的所有修改、等同变化和替换。类似的附图标记在附图的整个描述中指代类似的元件。
可以理解，尽管术语第一、第二等可能被用在本文中用于描述各种元件，但这些元件并不被这些术语所限定。这些术语仅是用于使这些元件彼此区分。例如，第一元件也可以命名为第二元件，并且类似地，第二元件也可以被命名为第一元件，而不会脱离示例性实施例的范围。本文中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列举项的任意和所有的组合。
可以理解，当元件被“连接”或“联接”到其他元件时，它可以被直接地连接或联接到其他元件，或可存在中间元件。相反，当元件被“直接地连接”或“直接地联接”到其他元件时，将不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其他术语可以按照类似的方式加以理解(例如，“位于…之间”与“直接地位于…之间”，“邻接”与“直接地邻接”等)。本文中使用的术语仅仅是用于区分特殊的实施例，并且并不试图限制示例性实施例。
本文中使用的单数形式“一”、“一个”、“该”同样意图包括复数形式，除非文中有另外清楚地说明。还应当理解，本文所使用的术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“涵盖”表明存在所列举的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或额外地具有一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或由它们构成的组。
还应当注意，在某些替换性的实现方式中，所提到的功能/动作可能不会按照附图所列的顺序发生。例如，以连续方式示出的两幅图实际上可能会基本被同时地执行或可能有时以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性/动作的需要。
除非另有定义，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与示例性实施例所属的技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的意义。还应当理解，那些在通常使用的词典中敌营的术语应当被理解为具有与它们在相关技术领域环境下的含义相一致的含义，并且不应当被理解为具有过于理想化的或过于形式化的含义，除非本文中由明确的定义。
示例性实施例的某些部分和相应的详细描述被呈现为用于表示计算机存储器内的数据字节上的操作的软件、或算法和符合的形式。这些描述和呈现是本领域的普通技术人员能够有效地将它们工作的实质内容转移给本领域的其他普通技术人员的方式。这里所使用的算法与通常使用的一样，应当被设想成一种能够产生结果的自协调的步骤序列。这些步骤是对物理量的物理操作。通常，虽然不必要，但这些量可具有能够被存储、传递、合并、对比、以及进行其他操作的光的、电的、或磁的信号的形式。已经证明，在有些时候，因为将这些信号称为字节、数值、元素、符号、字符、项、数字等的通用方式是方便的。
在下面的描述中，将结合表示操作的动作和符号对说明性的实施例加以描述(例如以流程图的方式)，所述动作或符号可能被实现为能够执行特定的任务或处理特定的抽象数据类型并且可通过现有的硬件加以实施的程序模块或功能步骤，包括流程、程序、目标、构件、数据结构等。所述现有的硬件可包括以下一种或多种：中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电流、现场可编程门阵列(FPGA)、计算机等。然而，应当记住，所有这些以及类似的术语都与适当的物理量有关联并且仅仅应用于这些量的方便的标签。除非另有说明，或根据讨论可以显而易见地得知，诸如“处理”或“演算”或“计算”或“确定”或“显示”等术语都指的是计算机系统或类似的电子处理装置的动作和过程，这些装置将存储在计算机系统的寄存器和存储器中的表示物理量、电子量的数据处理和变换为被类似地表征为在该计算机系统存储器或寄存器或其他信息存储、传送或显示装置中的其他数据。
还应当注意，示例性实施例的可以软件实现的方面通常被编码在某些可感知(或记录)的存储介质上或者可在某些类似的传输介质上执行。这些可感知的存储介质可以是磁性的(例如，软盘或硬盘驱动器)或光学的(例如光盘只读存储器，或“CD ROM”)，并且可以是只读的或随机存取的。
类似地，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光学纤维、或本领域已知的其他适当形式的传输介质。示例性实施例不受这些指定的实现方式所限制。
图1描绘了用于电动或混合动力车辆的逆变器供电的(inverter-fed)驱动系统12，该系统12具有发动机20(例如，内燃机)、连接到发动机20的发电机24、和电连接在发电机24与电动机32之间的直流(DC)总线28。发动机20为车辆提供动力。通常，发电机24可具有包括三相绕组的高速三相内永磁体无刷同步发电机的形式，或其他适当的形式。电动机32可以是开关磁阻(SR)电动机、永磁体(PM)AC电动机或感应AC电动机。
示例性实施例的驱动系统12可良好地适用于实时地或在逆变器的预检查非工作模式相对的工作模式过程中诊断、识别和分类逆变器(例如，功率逆变器30)的失效。在工作模式中，逆变器(例如，功率逆变器30)能够将直流转化为一个或多个交流信号，以用于机器177或电动机，用该机器或电动机32的控制。在测试模式中，逆变器不会提供或输出用于机器或电动机32的一个或多个交流信号。
DC总线28可使转换器26电连接于发动机24和电动机32之间，以在发动机24的发电工作模式过程中将交流(AC)功率转化为直流电(即，将来自动力源的机械能转化为电能以提供到DC总线28)，以及在发电机24的驱动(motoring)模式过程中将直流电转化为交流电(即，从DC总线28上移除电能并将其转化为用于动力源的机械能)。DC总线28可使功率逆变器30(例如，多相逆变器)电连接于转换器26和电动机32之间，以在电动机32的驱动过程中将来自DC总线28的直流电转化为交流电，以及在电动机32的制动过程中将交流电转化为直流电。驱动系统12可包括制动断路器22，以将电能从DC总线28上移除。在具有制动断路器22(即，再生制动)的车辆中，逆变器还在刹车过程中从电动机32获取能量并将其储存在电池(未示出)中。
电压传感器36(如图2所示)被电连接到DC总线28以感测DC总线电压并输出代表该电压的DC总线电压信号。电流传感器38被电连接到电动机32以感测电动机32的相电流并且输出代表该相电流的相电流信号。控制系统40被电连接到电压传感器36和电流传感器38以接收来自这些传感器的与系统操作有关的信号。驱动系统12可为电动机32的每个相位都提供电流传感器38。因此，如果电动机32具有多个相位(例如，三个)。驱动系统12将通常具有多个电流传感器(例如，三个)，每个电流传感器38被电连接到电动机32的相应的相位以感测电动机32的相应的相电流并输出代表该相电流的相电流信号。控制系统40被电连接到每个电流传感器38。此外，虽然图1仅示出了一个，但可以理解，驱动系统12可具有一个以上的电动机32和附接的逆变器30和结合到其中的电流传感器38。
参见图2，可以更详细地看到驱动系统12的电力构件。DC总线28具有正直流电轨道(高侧线)44和负直流电轨道(低侧线)46。在驱动系统的正常操作中，正和负直流电轨道44/46之间的DC总线28的公称电压可以例如是700伏特DC。然而，应当理解，该公称电压可以大于或小于70伏特DC。
功率转换器可以被构造为AC-DC转换器，用于将来自发电机24(其可以是3相永磁体(PM)发电机)三相交流电转化为用于DC总线28的直流电，反之亦然。进入发电机24的功率转换器26的数字电路电压被表示为，例如，相位1的电压被表示为Vdig_1，相位2的电压被表示为Vdig_2，以及相位3的电压被表示为Vdig_3。对于电压的每个相位而言，Vdig_1、Vdig_2和Vdig_3，两个开关组件(switch package)84被设置成横跨DC电源，并且可以被接通和切断以从电动机功率转换器26向发电机24产生三个相位。每个开关组件84包括二极管84-4和隔离栅双极结晶体管(IGBT)84-2。相应的开关组件84可以被连接到发电机24的相应的一个相绕组，以在正直流电导轨44和负直流电导轨46之间将来自相应绕组的交流电转为DC总线28上的直流电。当适当的电压被施加到功率转换器26的IGBT 84-2的基极(栅极)时，IGBT 84-2可以被激活并且收集器可以被电连接到发射器以提供电功率。所述适当的电压取决于IGBT 84-2的额定值。例如，14V可以被施加到IGBT 84-2的与发射器相对的基极，以打开IGBT 84-2。负8V可以被施加到与发射器相对的基极以关闭IGBT 84-2。如果发电机24需要被用作电动机，则功率转换器26可以被反向操作。
尽管IGBT指的是隔离栅双极晶体管，但在逆变器30的任一相位中，高侧开关晶体管(例如，94-2a)和低侧开关晶体管(例如，94-2b)也可以包括场效应晶体管、互补金属氧化半导体、功率晶体管、或其他适当的半导体装置。
功率转换器26可由控制系统40控制。控制系统40的发动机控制器48可以具有门驱动器和模数转换器(ADC)50、电连接到门驱动器50的微处理器52、和电连接到微处理器并且储存有用于微处理器52的操作指令的存储器54。每个IGBT 84-2的基极被电连接到专用于该IGBT 84-2并提供低DC电压(例如，24VDC)以打开和关闭该IGBT 84-2的相应的门驱动器50。因此，功率转换器26的每个IGBT 84-2都具有门驱动器50。用于功率转换器26的IGBT 84-2的门驱动器50由微处理器52控制，微处理器52可采用脉宽调制控制方案去控制功率转换器26的这些门驱动器50和IGBT 84-2，以在发电机24的发电模式下在DC总线28上提供电能，以及在发电机24的驱动模式下从DC总线28上移除电能。在示例性实施例中，可以使用空间矢量调制。然而，应当理解，也可以使用任意已知的用于驱动系统的脉宽调制方案。因此，为简洁起见，脉宽调制方案将不再更详细地加以描述。
电动机32可以被配置为三相开关磁阻(SR)电动机，其具有三相绕组42a、42b和42c，如图2所示，或者可以是AC PM或感应电动机(未示出)。每个功率逆变器30被电连接于电动机32和DC总线28的轨道44、46之间。功率逆变器30可以被配置为例如DC-AC逆变器，以将来自DC总线28的直流电转换为用于电动机32的三相交流电，反之亦然。进入用于电动机32的功率逆变器30的用于每个电动机相绕组42a、42b和42c的数字电路电压被表示，例如，相位A电压被表示为Vdig_phA，相位B电压被表示为Vdig_phB，相位C电压被表示为Vdig_phC。对于每个电压相位而言，Vdig_phA、Vdig_phB和Vdig_phC、一对高侧和低侧开关组件94a，94b被设置成串联形式横跨DC电源总线，并且可以被接通或断开以产生横跨每个相绕组的功率。
本文中，开关状态表明是否适当地起作用或未损坏的半导体装置是活动的(“接通”或“闭合”)或不活动的(“断开”或“打开”)。例如，半导体装置在改变状态方面的失效可能导致半导体装置在打开状态或闭合状态下的失效。
功率逆变器30可包括成对的高侧和低侧开关组件94a和94b。每个高侧开关组件94a包括二极管94-1a、绝缘栅双极结晶体管(IGBT)94-2a、和功率二极管96。每个低侧开关组件94b包括二极管94-1b、绝缘栅双极结晶体管(IGBT)94-2b、和功率二极管96。成对的开关组件94a和94b可以被分别地电连接到电动机32的相绕组42a、42b和42c。因此，功率逆变器30被描绘成具有三个部分31a、31b和31c，每个部分与一个相绕组42a、42b和42c相关联。部分31a、31b和31c能够独立地控制每个独立的相位A、B和C。在这种构造中，对于每个部分31a、31b和31c而言，高侧开关组件94a和低侧开关组件94b被跨接到相应的电动机相绕组42a、42b和42c。高侧开关组件94a被电连接到正DC轨道44，低侧开关组件94b被电连接到负DC轨道46。当适当的电压被施加到功率逆变器30的IGBT 94-2a和/或IGBT 94-2b的基极时，IGBT 94-2a和/或IGBT 94-2b可以被激活并且收集器可以被电连接到发射器以向相应的绕组42a、42b或42c提供电功率。如果电动机32需要被用作发电机，则功率逆变器30可以被反向操作。功率流状况的实例被更清楚地描绘在图3中。
功率逆变器30被控制系统40控制。控制系统40的电动机控制器56可以具有门驱动器58、电连接到门驱动器58的现场可编程门阵列60(FPGA)、电连接到FPGA 60的微处理器(例如，数字信号处理器)62、和电连接到FPGA 60和微处理器62并且储存有用于FPGA 60和微处理器62的操作指令的存储器64。每个IGBT 94-2a、94-2b的基极被电连接到专用于该IGBT 94-2a、94-2b并提供低DC电压(例如，24VDC)以打开和关闭IGBT 94-2a、94-2b的相应的门驱动器58。门驱动器58处于FPGA 60的控制之下，并且FPGA 60可采用SR电动机控制方案去控制门驱动器58，IGBT 94-2a、94-2b、以及电动机32(包括改变提供至电动机绕组42a、42b、42c的振幅和频率)，以便在电动机处于其驱动模式时改变电动机32的转矩输出，或者当电动机32处于其制动模式时改变电动机32的发电能力。如前文所述，尽管只有一个这种逆变器30和电动机控制器56被讨论和示出，但可以意识到，驱动系统12可具有一个以上的电动机32和附接的逆变器30以及结合到其中的电流传感器38，并且控制系统40可具有用于每个功率逆变器30的电动机控制器56以控制逆变器30。
可选择地，驱动系统12可包括制动断路器22以控制制动电阻器70的使用，以消除来自DC总线28的电功率。制动断路器22可以被电连接在如图所示的轨道44和46之间。从制动断路器22进入驱动系统12的数字电路电压被显示为Vdig_Brake。制动断路器22可包括开关组件74，其具有二极管74-1、绝缘栅双极结晶体管(IGBT)74-2和二极管76。二极管76可以与制动电阻器70并联。当适当的电压被施加到制动断路器22的IGBT 74-2的基极时，IGBT 74-2可以被激活并且收集器可以被电连接到发射器，以允许通过制动电阻器70耗散电功率。用于制动断路器22的IGBT 74-2的门驱动器以例如经脉宽调制的电压信号的形式发出制动电阻器控制信号，该信号向开关IGBT 74-2的基极提供电压，所述电压信号根据制动负载被脉宽调制以接通制动电阻器70，以从DC总线28耗散电功率，并且相应地切断。
制动断路器22被控制系统40控制。制动断路器22的IGBT 74-2的门驱动器可以是电动机控制器56的门驱动器58之一。用于IGBT 74-2的门驱动器58可处于用于控制门驱动器58、IGBT 74-2、和制动电阻器70的电动机控制器56的FPGA 60的控制之下。在其他示例性实施例中，用于IGBT 74-2的门驱动器可以是发电机控制器48的门驱动器50之一。在这种情况下，门驱动器50可处于用于控制该门驱动器50、IGBT 74-2和制动电阻器70的发电机控制器48的微处理器52的控制之下。
驱动系统12可具有连接到DC总线28的正DC轨道44的一个或多个电压传感器，用于感测DC总线电压。DC总线电压是横跨轨道44和46的电压。在某些示例性实施例中，电压传感器还可以被连接到DC总线28的负DC轨道46并且被配置为感测相位A、B和C的相电压。电压传感器36可以是独立的传感器或者可以被集成到控制系统中的控制器48/56中的任一个中。例如，一个电压传感器36可以用于发电机24，而另一个电压传感器36可用于电动机控制和极电压测量。电压传感器36可向控制系统40发送包括感测到的DC总线电压电平的信号。
DC链路电容器700可以被设置在轨道44和46之间。电容器700可以被构造成例如一组电容器。
在替换实施例中，绕组42a、42b和42c可以被电感器替代或表现为电感器。
现在参见图3，其示出了功率逆变器30的一个部分31a的细节，并描绘了用于电动机32的相位的穿过所述部分31a的正电流和负电流。虽然在图3中只描绘了部分31a，但应当理解，部分31b和31c以类似的方式操作。因此，为简洁起见，部分31b和31c将不再描述。在第一工作模式(即，向电动机32的相位提供正电流)中，高侧IGBT 94-2a和低侧IGBT 94-2b被接通，从而相电流沿方向510流动穿过高侧开关组件94a和低侧开关组件94b，并进入相应的相绕组。功率脉冲持续时间短，并且随后IGBT 94-2被切断。由于绕组42a的电感，电流持续地经过二极管96流入。需要注意的是，当电流被快速地控制并被拉低至阈值电平以下时，随后两个开关组件(94a和94b)被切断并且电流从电动机绕组经由低侧二极管96和高侧二极管96流向DC总线。在该模式下，负DC总线电压被施加在电动机绕组两端。当电流被缓慢地拉低到阈值电平以下时，则两个开关组件(94a和94b)中只有一个被切断并且电流在电动机绕组中空转(freewheel)。在这种模式下，零电压被施加在电动机绕组两端。
在第二工作模式中，即，相电动机32的相提供负电流，低侧IGBT 94-2b被打开，并且高侧IGBT 94-2a被关闭，使得相电流沿方向512(除SR电机外，因为SR电机没有倒流穿过电动机绕组的电流)穿过低侧开关94b，将截留的磁能返回到DC总线28。功率脉冲的持续时间短，并随后IGBT 94-2b被切断。由于绕组42a的电感，电流持续地流动，从二极管96流出。这在3个相位A、B和C的每一个(即每个部分31a、31b和31c)中都会发生。
示例性实施例通过在预加低电压模式(pre-power up low voltagemode)中操作所述系统12而利用了逆变器供电的电机(inverter fedelectric machines)系统这些特征。在根据示例性实施例的一种方法中，控制系统40利用了对感测的信号电平的测量，以确定是否存在系统失效。应当理解，“信号电平”可能指的是测得的相电压，或者测得的相电流。使用跨导放大器或互阻放大器(例如，可操作的放大器加电阻器)将测得的相电压转换为测得的相电流是可行的。为简洁起见，所描述的第一方法使用测得的相电流作为信号电平。然而，应当理解，第一方法也可以通过使用测得的相电压而得以实施。
另一示例性实施例利用了在相对于负DC总线的逆变器引线中的高侧和低侧装置之间测得的AC中点处的感测得到的电压的测量结果，如图5和6所示。AC中点电压被表示为AC极点电压。例如，相位A的AC极点电压被表示为Vpole_A，相位B的AC极点电压被表示为Vpole_B，相位C的AC极点电压被表示为Vpole_C，并且如果存在的话，制动断路器电路的极点电压被表示为Vpole_BC。感测到的电压在被构造成控制系统40的门驱动器(50、58)中的ADC 50、58中处理。转换后的数字数据被发送到相关的控制板。Vpole_A、Vpole_B、Vpole_C、Vpole_BC数据被认为是ADC计数数据(count data)。该方法比较所述ADC计数数据以切换装置的信号，以识别和定位系统中的失效。
在两种方法中，一旦确定了失效的类型和位置，控制系统40将减轻或消除因所发生的失效导致的恶果，并且在必要的情况下将重新设定驱动系统12以在最佳的水平恢复操作，而不会在系统硬件中产生进一步的危害，或者错误信息将被发送，以表明失效在驱动系统12能够继续安全运行之前需要进行维修。
根据示例性实施例的第一方法将在下文中更详细的描述并被示出于图4A-4C中。
在步骤100中，控制系统40(诊断系统)中的第一步骤确定DC总线是否在测试电压VT(即，用于测试模式的低电压，10伏特或更小)下工作。例如，测试电压VT可以是介于10V至25V之间的任意电压。在10V DC总线电压下，预加电诊断可较慢地运行，并且在25V DC总线中，预加电诊断运行的更快。10V DC总线可用于大功率逆变器供电的电机，并且25V可以用于小功率逆变器供电的电机。随着额定功率上升，电动机32的电感下降。低电压(10V)预加电诊断可用于低电感电机，以更快地获得过电流，并且高电压(25V)预加电诊断可用于更高电感的电机。
如果DC总线处于比测试电压VT更高的电压，则控制系统40诊断将不会在步骤100a中执行。如果DC总线运行在测试电压VT或以下时，则控制系统40进入测试模式，随后在步骤101中，控制系统40确定DC总线电压是否小于阈值电压VTH(例如，5伏特)。如果DC总线电压小于阈值电压VTH，则控制系统40确定链路电容器700中的电容器已经失效，并且在步骤200中，控制系统40向寄存器发出表明该电容器已失效的错误信息。如果控制系统40处于测试模式，则在步骤102中，控制系统40设定相位A高侧过电流值(例如，10安培)。过电流值是基于车辆的容许的DC总线电压诊断时间确定的。在步骤103中，相位A高侧IGBT被配置为接通并且相位B低侧IGBT被控制系统40接通。
在步骤104中，控制系统40通过使用相位A的电流传感器38确定是否存在相位A高侧过电流失效。如果控制系统40在步骤201中确定存在相位A高侧过电流失效，则控制系统40确定DC总线电压是否已经下降到阈值电压VTH以下。如果DC总线电压低于阈值电压VTH，则这表示相位A低侧IGBT由于失效而处于接通状态。在步骤202中，控制系统40指出在控制系统40中存在短路的开关并且向FPGA 60提供关于该失效的系统警报。如果在步骤201中DC总线电压已经下降到5伏特以下，则在步骤203中，控制系统40监控相位A高侧过电流，以确定相位A高侧过电流失效是否持续了至少一个阈值时间TTH(例如，10ms)。如果相位A高侧过电流持续至少所述阈值时间TTH，则随后在步骤204中，控制系统40确定已经发生了因打开的终端而导致的系统失效，表明电流不再流动，并且电机因此未连接到逆变器。关于该失效的系统警报被提供至FPGA 60。如果相位A高侧过电流未持续至少所述阈值时间TTH，则方法进入步骤105。
如果在步骤104中，如果相位A高侧过电流未失效，则随后在步骤105中，控制系统40检查以确保DC总线电压等于或小于测试电压VT，以确保在继续进行预加电检查之前控制系统40处于测试模式。如果DC总线电压不等于或小于测试电压VT，则控制系统40在步骤105a中停止所述方法。如果DC总线电压小于或等于测试电压VT，则随后在步骤106中，控制系统40设定相位B高侧过电流值(例如，10安培)。在步骤107中，控制系统40关闭相位A高侧IGBT和相位B低侧IGBT，并接通相位A低侧IGBT和相位B高侧IGBT。
在步骤108中，控制系统40确定是否存在相位B高侧过电流失效，随后在步骤301中，控制系统40确定是否DC总线电压已经下降到阈值电压VTH以下。如果DC总线电压低于阈值电压VTH，则控制系统40确定由于失效相位B低侧IGBT也是接通的。在步骤302中，控制系统40指示在驱动系统12中存在短路的开关并且向FPGA 60提供关于该失效的系统警报。如果在步骤301中DC总线电压已经下降到5伏特以下，则在步骤303中，控制系统40监控相位B高侧过电流，以确定相位B高侧过电流失效是否至少持续了阈值时间TTH。如果相位B高侧过电流失效持续至少所述阈值时间TTH，则随后在步骤304中，控制系统40确定已经发生了因打开的终端而导致的系统失效，表明电流不再流动，并且电机因此未连接到逆变器。关于该失效的系统警报被提供至FPGA 60。如果相位B高侧过电流未持续至少所述阈值时间TTH，则方法进入步骤109。
如果在步骤108中，如果控制系统40确定相位B高侧过电流未失效，则在步骤109中，控制系统40检查以确保DC总线电压等于或小于测试电压VT，以确保在继续进行预加电检查之前控制系统40处于测试模式。如果DC总线电压不等于或小于测试电压VT，则控制系统40在步骤109a中停止所述方法。如果DC总线电压小于或等于测试电压VT，则随后在步骤110中，控制系统40设定相位A高侧过电流值(例如，10安培)。在步骤111中，相位A高侧IGBT被接通并且相位C低侧IGBT被控制系统40接通。
在步骤112中，如果控制系统40确定存在相位A高侧过电流失效，随后在步骤401中，控制系统40确定DC总线电压是否已经下降到阈值电压VTH以下。如果DC总线电压低于阈值电压VTH，则控制系统40确定由于失效相位A低侧IGBT也是接通的。在步骤402中，控制系统40指示在驱动系统12中存在短路的开关并且向FPGA 60提供关于该失效的系统警报。如果在步骤401中DC总线电压已经下降到阈值电压VTH，则在步骤403中，控制系统40监控相位A高侧过电流，以确定相位A高侧过电流失效是否至少持续了阈值时间TTH。如果相位A高侧过电流失效持续至少所述阈值时间TTH，则随后在步骤404中，控制系统40确定已经发生了因打开的终端而导致的系统失效，表明电流不再流动，并且电机因此未连接到逆变器。关于该失效的系统警报被提供至FPGA 60。如果相位A高侧过电流持续了至少所述阈值时间TTH，则方法进入步骤113。
如果在步骤112中，相位A高侧过电流未失效，则在步骤113中，控制系统40检查以确保DC总线电压等于或小于测试电压VT，以确保在继续进行预加电检查之前控制系统40处于测试模式。如果DC总线电压等于或小于测试电压VT，则控制系统在步骤113a中停止所述方法。如果DC总线电压等于或小于测试电压VT，则随后在步骤114中，控制系统40设定相位C高侧过电流值(例如，10安培)。在步骤115中，控制系统断开相位A高侧IGBT和相位C低侧IGBT，并且设定相位A低侧IGBT和相位C高侧IGBT为接通。
在步骤116中，控制系统40确定是否存在相位C高侧过电流失效，随后在步骤501中，控制系统40确定DC总线电压是否已经下降到阈值电压VTH以下。如果DC总线电压低于阈值电压VTH，则控制系统40确定由于失效相位C低侧IGBT也是接通的。在步骤502中，控制系统40指示在驱动系统12中存在短路的开关(例如，相位C侧IGBT 94-2a)并且向FPGA 60提供关于该失效的系统警报。如果在步骤501中DC总线电压已经下降到阈值电压VTH以下，则在步骤503中，控制系统40监控相位C高侧过电流，以确定相位C高侧过电流失效是否至少持续了阈值时间TTH。如果相位C高侧过电流失效持续至少所述阈值时间TTH，则随后在步骤504中，控制系统40确定已经发生了因打开的终端而导致的系统失效，表明电流不再流动，并且电机因此未连接到逆变器。关于该失效的系统警报被提供至FPGA 60。如果相位C高侧过电流未持续至少所述阈值时间TTH，则方法进入步骤117。
如果在步骤116中，如果相位C高侧过电流未失效，则在步骤117中，控制系统40检查以确保DC总线电压等于或小于测试电压VT，以确保在继续进行预加电检查之前控制系统40处于测试模式。如果是这样，则测试模式将执行，以在步骤120中检查电容器，在步骤10中检查逆变器，在步骤140中检查发电机，在步骤150中检查电缆等。如果DC总线电压不等于或小于测试电压VT，则控制系统在步骤117a中停止所述方法。
如果在步骤117中，控制系统40确定DC总线电压不等于至少所述测试电压VT，则控制系统40继续监视DC总线电压，直到它等于至少所述测试电压VT为止。如果在步骤117中，DC总线电压仍然等于测试电压VT，则控制系统40从步骤115重置IGBT。在步骤120中，控制系统40执行驱动系统12中的电容器的预加电诊断检查。关于任何失效的系统警报被提供给FPGA 60。在步骤130中，控制系统40执行系统逆变器30的预加电诊断检查。关于任何失效的系统警报被提供给FPGA 60。在步骤140中，控制系统40执行系统发电机24的预加电诊断检查。关于任何失效的系统警报被提供给FPGA 60。在步骤150中，控制系统40执行制动断路器系统22的预加电诊断检查。关于任何失效的系统警报被提供给FPGA 60。在步骤160中，控制系统40执行系统线的预加电诊断检查。关于任何失效的系统警报被提供给FPGA 60。当所有的系统预加电诊断在步骤170中被成功地执行，并且驱动系统12看起来正在正确地运行时，完全加电程序开始。
根据示例性实施例的失效分析的第二种方法将在下文中详细描述并且电压测量方面的不同在图5和6中示出。虽然图5和6被用于描述第二方法，但应当理解，图5和6描绘的系统也可用于执行图4A-4C中描绘的第一方法。
第二方法利用了在相对于负DC总线的逆变器引线中的高侧和低侧装置之间测得的AC中点处的感测得到的电压的测量结果。在根据图5的示例性实施例中，逆变器引线(leg)可以指的是与低侧开关电连接的高侧开关(例如，与二极管并联的IGBT)。逆变器引线的中点可以被称为逆变器极点或AC点。这些电压被表示为AC极点电压。例如，相位A的AC极点电压被表示为Vpole_A，相位B的AC极点电压被表示为Vpole_B，相位C的AC极点电压被表示为Vpole_C，并且如果存在的话，制动断路器电路的极点电压被表示为Vpole_BC。逆变器极点被用于将逆变器连接到机器(例如，电动机)。电动机绕组的每个相位A、B和C两端的电压通过电压传感器(未示出)测量。
在SR电动机系统(例如图6所示的SR电动机系统)中，逆变器引线可指的是与低侧二极管电连接的高侧开关并且还可以指的是与低侧开关电连接的高侧二极管。横跨电动机绕组的每个相位的正电压和负电压被测量：即，正电压Vpole_A+和负电压Vpole_A-。电动机绕组的每个相位A、B和C两端的电压通过电压传感器(未示出)测量。
感测到的电压在被构造成控制系统40的门驱动器(50、58)中的模数转换器(ADC)中处理。转换后的数字数据被发送到相关的控制板。Vpole_A、Vpole_B、Vpole_C、Vpole_BC数据被认为是ADC计数数据。
例如，门驱动器58可以向IGBT施加0至5V的模拟信号。为了处于线性范围内，门驱动器可以使用0.5V至4.5V。因此，如果高侧IGBT接通，输入ADC的电压降为4.5V。如果IGBT断开，则逆变器极点电压将接近2.5V。感测到的电压可以被转化为ADC计数数据。例如，对于10位的ADC而言，4.5V可等于921个计数，而0.5V可等于102个计数。因此，根据ADC计数，可以确定是否IGBT被接通。一旦IGBT被断开，电压读数将发生变化，因为被IGBT施加的电流将被二极管接收并且发送到ADC的读数将变化。
该方法将ADC计数数据与装置的切换信号作比较，以识别和定位驱动系统12中的失效。
图5描绘了用于预加电失效检测的第二方法的PM或感应AC电机的电压测量。控制系统40按照图2所示加以设定和连接。因此，为简洁起见，关于控制系统40的描述将被省略。对于电压的每个相位而言，Vpole_A、Vpole_B和Vpole_C、成对的高侧和低侧组件94’a和94’b被设置在DC总线两端，并且被接通和断开以产生三个相位A、B和C。每个高侧开关组件94’a包括二极管94-1a和绝缘栅双极结晶体管(IGBT)94’-2a。每个低侧开关组件94’b包括二极管94-1b和IGBT 94’-2b。相应成对的开关组件94’a和94’b可以被连接到DC总线28’的正直流电轨道44’和负直流电轨道46’之间的相应的一个相绕组。如图所示，两个电阻器Rbal被串联连接于DC总线28’的正直流电轨道44’和负直流电轨道46’之间。每个IGBT 94’-2a、94’-2b的基极被电连接到专用于IGBT 94’-2a、94’-2b并可提供低DC电压(例如，24VDC)以接通和断开IGBT 94’-2a、94’-2b的相应的门驱动器。根据何时开关(IGBT 94’-2a、94’-2b)被命令关闭和/或打开，可能存在两种可能的ADC计数。这两种可能在下面的表1中示出，分别用于10位和12位的ADC。
应当理解，表1以及表2-5可以由经验数据生成。例如，电子电路可以被设置在门驱动器板上的逆变器极点(相对于负DC总线)和ADC(模数转换器)的输入端之间。电子电路减小ADC输出端的电压至5V的最大值和0V的最小值。每伏特的ADC计数被规定如下：
(1/(5V/2^10))
门驱动器58向控制板提供ADC计数并且控制板确定极电压的值并随后查看被控制板确定的极电压与逆变器的开关状态[接通或断开或最近已作出的开关动作(IGBT被接通或断开)]之间的关系。生成的ADC计数数据变为控制系统40判定逆变器供电的电机中的失效的类型和失效发生的位置的判定标准。
如果ADC计数数据不符合与半导体装置的开关状态相对应的被存储在存储器64中的一个或多个基准范围(例如，下面的查找表1-5)，则控制系统40被配置为用于检测逆变器(例如，逆变器30)中的故障。相反地，如果ADC计数数据符合与半导体装置的开关状态相对应的被存储在存储器64中的一个或多个基准范围，则控制系统适于检测逆变器(例如，逆变器30)中没有故障。
表1：所有开关是完好的并且多相感应或PM AC电机被适当地与逆变器连接。
Figure BDA00003719746300181
控制系统40可以确定ADC计数是否符合表1中所示的形式。如果ADC计数不符合表1中所示的形式，则由控制系统40宣布失效。通过使用这种检测方法，在控制系统40中可以识别7中不同类型的失效：
类型A：DC总线短路失效，
类型B：DC总线断路失效，
类型C：IGBT断路失效，
类型D：IGBT短路失效，
类型E：二极管断路失效，
类型F：二极管短路失效，
类型G：电动机电缆线未与逆变器极连接。
一旦控制系统40确定在驱动系统12中存在失效，则该失效可以被识别，如表2中所示。
表2：失效存在于逆变器供电的PM或感应AC电机中，或者存在于逆变器中，或者存在于电机中。
Figure BDA00003719746300201
Figure BDA00003719746300211
图6描绘了用于预加电检测的第二方法的SR电机的电压测量。控制系统40如图2所示被构造并被连接。因此，为简洁起见，控制系统40的描述将被省略。对于电压的每个相位Vpole_A、Vpole_B、和Vpole_C而言，成对的高侧和低侧开关组件94″a和94″b被串联地设置在DC电源总线两端，并且被接通和切断以在每个相绕组两端产生功率。每个开关组件94″a、94″b包括二极管94″-1a和94″-1b、绝缘栅双极结晶体管(IGBT)94″-2a和94″-2b、以及功率二极管96″。高侧开关组件94″a被电连接到DC总线28”的正DC轨道44”，并且低侧开关组件94″b被电连接到DC总线28”的负DC轨道46”。相应的成对的开关组件94″a、94″b可以被连接到相应的一个SR电动机相绕组，如图6中所示的相位1，相位2和相位N。每个IGBT 94″-2a、94″-2b的基极被电连接到专用于该IGBT 94″-2a、94″-2b并可提供低DC电压(例如，24V DC)以接通和切断所述IGBT 94″-2a、94″-2b的相应的门驱动器58。门驱动器58处于FPGA 60的控制之下，FPGA 60可采用SR电动机控制方案去控制门驱动器58、94″-2a和94″-2b、以及电动机(包括改变施加到电动机绕组的振幅和频率)，以改变电动机32的转矩输出。当所有开关组件94″a、94″b是完好的并且多相SR电机与逆变器连接并且正确地操作时，关于Vpole_A+、Vpole_A-、Vpole_B+、Vpole_B-、Vpole_C+、Vpole_C-、和Vpole_BC的SR电机ADC计数如下表3中所示，分别用于10位和12位的ADC。SR电动机控制方案可以是用于驱动系统的任意已知的SR电动机控制方案。因此，为简洁起见，SR电动机控制方案将不会在下文中作更详细的描述。
表3：所有开关是完好的并且多相SR电机被与逆变器连接。
控制系统40可以确定ADC计数是否符合表3中所示的形式。如果ADC计数不符合表3中所示的形式，则由控制系统40宣布失效。通过使用这种检测方法，在控制系统40中可以识别7中不同类型的失效。这些类型如下：
类型A’：DC总线短路失效，
类型B’：DC总线断路失效，
类型C’：IGBT断路失效，
类型D’：IGBT短路失效，
类型E’：二极管断路失效，
类型F’：二极管短路失效，
类型G’：电动机电缆线未与逆变器极连接。
一旦控制系统40已经确定在驱动系统中存在失效，则控制系统40将检测在DC总线中是否存在失效，如表4中所示。
表4：检测多相SR电机中的DC总线中的失效。
如果DC总线通过测试，则在DC总线中无失效，并且控制系统40开始识别逆变器、电机中的失效的位置和/或将电机与逆变器连接的电缆线。
表5：检测SR电机相位A中的失效，其中已通过测试的DC总线列于表4中。
当已经通过控制系统40执行完用于相位A的表5中的分析，则控制系统40执行用于相位B和C的分析，同时分别地使用用于相位B和C的开关(IGBT和二极管)，以获得适当的极点电压和ADC计数。用于SR电机中的制动断路器的失效检测方法可与图2中所列举的相同。
表1至5中的任一个可以被构造成能够被储存在控制系统40的存储器64中的一个或多个查找表、文件、数据库、数据记录或其他数据结构。
在任一表中，存在ADC计数的两种可能性或排列，它取决于开关(逆变器中的IGBT)和被命令关闭和/或打开。上述可能性被列于表中的10位或12位模数转换器(ADC)(例如，模数转换器14)的下方。在表1至5中，通过感测交流节点电压(相对于负直流总线的逆变器中点电压)和获知Vpole_A、Vpole_B、Vpole_C、和Vpole_BC的ADC计数，则可以在逆变器供电的电机系统中检测出下列失效：(1)逆变器中的任一或一对开关晶体管(例如，IGBT)短路失效；(2)逆变器中的任一开关晶体管(例如，IGBT)断路失效；(3)逆变器中的任一二极管(例如，保护性二极管)短路或断路失效；(4)任一电容器短路失效；(5)逆变器或电机之间的任一电缆线短路或断路失效；(6)任一电机绕组短路或断路失效；(7)任一制动电路晶体管(例如，制动断路器IGBT)或二极管断路或短路失效；和(8)制动栅极电阻和/或电缆线断路或短路失效。
示例性实施例被描述，显而易见的是，同一实施例可按照不同的方式变化。不应当认为这些变化已经脱离了示例性实施例的实质和范围，并且对于本领域的技术人员而言显而易见的所有这些修改都应当被包括在权利要求的范围之内。

Claims (18)

1.一种驱动系统，包括：
电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相关联；
直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机，该DC总线包括：
高侧线，
低侧线，和
逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个；以及
控制器，该控制器被可操作地连接到所述DC总线和所述电机，该控制器被配置为基于所述多个相电流和DC总线电压确定在所述驱动系统中是否存在失效，其中所述DC总线电压是跨越所述高侧线和所述低侧线的电压。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述多个开关系统中的至少一个包括：
被可操作地连接到所述高侧线的高侧开关系统，该高侧开关系统被配置为输出与所述多个开关系统中的至少一个相关联的相电流，和
被可操作地连接到所述低侧线的低侧开关系统。
3.根据权利要求2所述的驱动系统，还包括：
多个电流传感器，所述多个电流传感器被配置为分别地测量所述多个相电流并输出包括测得的相电流的测量信号，所述控制器被配置为接收所述测量信号。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为确定高侧开关系统的过电流值，激活高侧开关系统，基于测得的相电流和所述过电流值确定是否存在过电流失效。
5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为基于所述过电流失效确定是否所述DC总线电压低于阈值电压。
6.根据权利要求5所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为，如果基于所述过电流失效确定所述DC总线电压低于所述阈值电压，则确定所述多个开关系统中的至少一个已短路。
7.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为确定所述过电流失效是否超过阈值时间。
8.根据权利要求7所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为基于所述过电流失效确定所述逆变器是否被可操作地连接到所述电机。
9.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述电机是永磁体(PM)电动机或感应交流(AC)电动机。
10.一种驱动系统，包括：
电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相关联；
直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机，该DC总线包括：
高侧线，
低侧线，和
逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个和相电压；以及
控制器，该控制器被可操作地连接到所述DC总线和所述电机，该控制器被配置为向所述多个开关系统分别地提供电压，所述相电压是基于被提供的电压由所述多个开关系统分别输出的，所述控制器包括：
模数转换器(ADC)，该模数转换器被配置为测量由所述多个开关系统输出的所述相电压并基于测得的相电压产生计数数据，并且
所述控制器被配置为基于所述计数数据确定在驱动系统中是否存在失效。
11.根据权利要求10所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为储存表，所述表包括表示所述驱动的系统的操作没有失效的操作信息，并且所述控制器被配置为基于所述计数数据和所述操作信息确定是否存在失效。
12.根据权利要求11所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为基于所述计数数据确定失效的类型。
13.根据权利要求12所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为基于所述计数数据和所述DC总线的电压确定失效的类型。
14.根据权利要求11所述的驱动系统，其中，所述电机是永磁体(PM)电动机或感应交流(AC)电动机。
15.根据权利要求11所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为基于所述计数数据确定在所述DC总线中是否存在失效。
16.根据权利要求14所述的驱动系统，其中，所述控制器被配置为在所述控制器确定在DC总线中没有失效的情况下确定所述失效的位置。
17.根据权利要求15所述的驱动系统，其中，所述电机是永磁体(PM)电动机、开关磁阻式(SR)电动机或感应交流(AC)电动机。
18.一种计算机可读介质，当在计算机中运行时，该计算机可读介质被配置为指令所述计算机基于多个相电流和DC总线电压确定在驱动系统中是否存在失效，其中，所述驱动系统包括：
电机，该电机包括多个相并且被配置为基于多个相电流产生动力，各个相电流分别与所述多个相关联；
直流(DC)总线，该DC总线可操作地连接到所述电机，该DC总线包括：
高侧线，
低侧线，所述DC总线电压是跨越所述高侧线和所述低侧线的电压，和
逆变器，该逆变器包括被可操作地连接于所述高侧线和低侧线之间的多个开关系统，所述多个开关系统中的每一个都被配置为输出所述多个相电流中的相应的一个。
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