CN115211025A - 用于控制电机的方法和装置 - Google Patents

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CN115211025A CN202080085669.9A CN202080085669A CN115211025A CN 115211025 A CN115211025 A CN 115211025A CN 202080085669 A CN202080085669 A CN 202080085669A CN 115211025 A CN115211025 A CN 115211025A
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Abstract

描述了控制逆变器的方法，该逆变器向具有多个相绕组的永磁交流(permanentmagnetalternating current，PMAC)电机供电。该方法包括：选择PMAC电机的第一相绕组；在第一时刻，使第一相绕组与直流(direct current，DC)链路电路的第一DC端电连接，并保持第一相绕组与第一DC端之间的连接；确定该第一相绕组和PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差；选择使第二相绕组与第一DC端电连接的第二时刻；在第二时刻，使第二相绕组与第一DC端电连接；以及，保持第二相绕组与第一DC端之间的连接。基于确定的磁通量差选择第二时刻。

Description

用于控制电机的方法和装置
本发明涉及控制电机的供电，特别是控制多相电机的供电。更具体地，本发明提供了用于在多相电机中开启主动短路模式的改进手段，该改进手段可以减轻现有技术系统的问题。
电机用于各种机器，主要用于例如汽车的车辆，但也用于其他工业和商业设备，例如，风扇、泵、电梯、和冰箱。这种电机通常具有用于控制电机操作的控制器。这些电机中有许多是多相(例如，三相)的。这些电机中有许多是由直流(direct current，DC)电压源供电的(例如，由电池供电)。可以提供逆变器以将DC电压转换为交流(alternating current，AC)电压从而驱动每个相。
本发明在独立权利要求中阐述。优选的特征在从属权利要求中阐述。
本文中描述了一种控制逆变器的方法，该逆变器向具有多个相绕组的永磁交流(permanent magnet alternating current，PMAC)电机供电，该方法包括：选择该PMAC电机的第一相绕组；在第一时刻，使第一相绕组与DC链路电路的第一DC端电连接，并保持第一相绕组与第一DC端的连接；确定该第一相绕组和PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差；选择使第二相绕组与第一DC端电连接的第二时刻，该第二时刻不同于第一时刻，其中，基于确定的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差选择第二时刻；在第二时刻，使第二相绕组与第一DC端电连接，并保持第二相绕组与第一DC端的连接。
在一些情况下，例如在电机或电源故障或出现意外(例如，车辆碰撞)的情况下，电机必须相当迅速地降低到零扭矩条件(或安全状态)，或者相当迅速地降低电机功率。出于安全原因和防止(进一步)损坏设备，电机相对快速地停止通常很重要。例如，在出现意外时，希望能尽快停止车辆的车轮转动。电机断电会导致不需要的制动扭矩，而断电和电池故障会使得逆变器因高压而损坏。特别是对永磁电机，如果反电动势较高，通过与电池断开连接来使电机停止可能会使得DC链路电流高到足以损坏逆变器。另一种使电机快速停止的方法是关闭电机的开关器件，例如，绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield effect transistor，MOSFET)，但是这样会使得返回到DC链路电源的自然整流以及很强的电机制动。如果车辆在高速下转弯，较高的制动扭矩可能导致车轮失去牵引力，汽车可能会例如偏离道路。
因此，可以应用主动短路(active short circuit，ASC)模式来使电机停止，同时不出现自然整流并保持低制动扭矩。DC链路电压将以安全的方式降低。(由于不需要主动控制)主动短路是相当简单的减少这些问题的方法并且使能量在电机中耗散(因此不需要电池)。使用ASC模式防止了较大的反电动势，从而防止不需要的制动扭矩和/或可以保护逆变器和电机免受损坏。在多相电机中，ASC模式涉及将电机中的所有相绕组短路，例如，通过例如将电机中的所有相绕组连接到DC链路的正或负连接点来实现。
然而，在电机中快速进入主动短路模式会产生很大的瞬态电流，该瞬态电流会损坏逆变器或电机。应用ASC还可能使得电机中的转子磁铁去磁和/或损坏例如开关(例如，IGBT/MOSFET)或电容的其他组件。本文中描述的方法和系统试图减轻这些问题，特别是瞬态电流的问题。
通过基于各相中的磁通量在不同时刻短路相绕组，可以提供开启多相PMAC电机中的ASC模式的改进方式。有利的是，通过基于相之间的磁通量差交错地在每个相上应用ASC，可以减少在应用ASC时在电机中出现的瞬态电流。
逆变器可以包括多个功率输出端，其中每个功率输出端通过开关元件可切换地连接到DC链路电路的两个DC端，以在每个功率输出端提供交流电。每个功率输出端可以用于向PMAC电机的多个相绕组中对应的一个相绕组提供交流电。在主动短路模式中，开关元件中选定的开关元件可以保持在导通状态，使得多个功率输出端电连接在一起。
因此，选择PMAC电机的第一相绕组可以包括选择多个功率输出端中的第一功率输出端，其中第一功率输出端对应PMAC电机的第一相绕组。
使第一相绕组与DC链路电路的第一DC端电连接可以包括在第一时刻将第一开关元件切换到导通状态，以使第一相绕组与DC链路电路的两个DC端中的第一DC端电连接。可以通过将第一开关元件保持在导通状态实现保持第一相绕组和第一DC端之间的连接。
多个功率输出端中的第二功率输出端可以对应PMAC电机的第二相绕组。使第二相绕组与第一DC端电连接可以包括在第二时刻将第二开关元件切换到导通状态，以使第二相绕组与第一DC端电连接。保持第二相绕组与第一DC端之间的连接可以包括将第二开关元件保持在导通状态。
第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差可以是连接到第一相的多个绕组上的磁通量和连接到第二相的多个绕组上的磁通量之间的磁通量差。
该方法还可以包括：在第一时刻和第二时刻之间的时间间隔内，使第二相绕组与DC链路电路的第二端电连接。第二端是DC链路电路的两个DC端中的一个。通过将第二相绕组连接到与第一相绕组所连接的DC端相反的DC端，第二相绕组中的电流将使得第二相绕组中的磁通量接近第一相绕组中的磁通量。因此，可以基于确定的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差以及DC链路的第二端的DC电压，选择第一时刻和第二时刻之间的时间间隔。
在一些实施例中，基于PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差达到零所需的时间，选择第二时刻和/或时间间隔。
优选地，选择第二时刻和/或时间间隔包括：采集多个采样时刻的电机数据，其中，在连续采样时刻之间有预定采样时间周期；计算对应的多个时间估计；每个时间估计是基于采集的采样时刻的电机数据，对PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差达到零所需的时间的估计；将多个时间估计中的每个时间估计与预定采样时间周期相比较；选择小于或等于预定采样时间周期的第一时间估计；使用选择的第一时间估计选择第二时刻。优选地，多个采样时刻跟随在第一时刻之后。电机数据可以包括或涉及第一相绕组和/或第二相绕组中的磁通量，和/或可以包括或涉及DC链路的电压(可以从该电压中得到相绕组中的磁通量、绕组之间的磁通量差)。因此，可以在第一相绕组(在第一时刻)短路后监测第二相绕组和第一相绕组之间的磁通量差，并且可以调整第二时刻的选择，以补偿在第一时刻之后出现的电机工况下的波动，以改善相之间的磁通量差的减少。
优选地，在第二时刻使第二相绕组与第一DC端连接的步骤包括：施加长度为选择的时间估计的脉冲，以在第二时刻使第二相绕组与第一DC端电连接。逆变器(在正常操作中)通常会通过使用脉宽调制(pulse width modulation，PWM)以将逆变器中的DC电压转换成脉冲序列，来控制每个相绕组中的AC波形。因此，应用长度为时间估计的脉冲意味着使第二相在确切(或非常接近)的第二时刻与第一DC端连接，而不必等到下一次脉宽调制时刻。逆变器可以具有等于采样时间周期的脉宽调制时基。
该方法还可以包括：确定第一相绕组和PMAC电机的第三相绕组之间的磁通量差；选择使第三相绕组与第一DC端电连接的第三时刻，第三时刻与第一时刻和第二时刻不同，其中，基于确定的PMAC电机的第一相绕组和第三相绕组之间的磁通量差选择第三时刻；在第三时刻，使第三相绕组与第一DC端电连接，并保持第三相绕组与第一DC端的连接。多个功率输出端中的第三功率输出端可以对应PMAC电机的第三相绕组。在第三时刻，第三功率输出端可以与第一DC端连接。通过在第三时刻将第三开关元件切换到导通状态，可以使第三相绕组与第一DC端电连接。可以通过将第三开关元件保持在导通状态，来保持第三相绕组和第一DC端之间的连接。
在一些实施例中，选择PMAC电机的第一相绕组，或选择多个功率输出端中的第一功率输出端包括：确定PMAC电机的多个相绕组中每个相绕组中(或在电机中对应于每个相的一个或多个绕组中每个绕组)的磁通量；选择具有最高磁通量值的相绕组作为第一相绕组。
该方法还可以包括，在第一时刻之前，切换逆变器中的多个开关元件以向每个相绕组提供交流电。这可以通过施加PWM来实现。
在一些实施例中，该方法还可以包括：在切换开关元件以向每个相绕组提供交流电的同时，监测PMAC电机的多个相绕组中每个相绕组中的磁通量。
在一些实施例中，基于在第一时刻监测到的第一相绕组和第二相绕组和/或第三相绕组中的磁通量，确定PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间和/或第一相绕组和第三相绕组之间的磁通量差。
第二时刻通常晚于第一时刻(或在第一时刻之后)，以及可选地，第三时刻通常晚于第一时刻(或在第一时刻之后)。
在一些实施例中，确定PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差包括：确定第一相绕组上的随时间变化的电压；确定第二相绕组上的随时间变化的电压；计算第一相绕组上的电压对时间的积分；计算第二相绕组上的电压对时间的积分；确定第一相上的电压的积分与第二相上的电压的积分之间的差。可以通过确定第一功率输出端的电压来确定第一相绕组上的电压，并且可以通过确定第二功率输出端的电压来确定第二相绕组上的电压。
在其他实施例中，确定PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差包括：确定第一相绕组上的随时间变化的电压；确定第二相绕组上的随时间变化的电压；确定作为第一相绕组上的随时间变化的电压和第二相绕组上的随时间变化的电压之间的差；以及，计算第一相绕组上的电压和第二相绕组上的电压之间的差对时间的积分。
优选地，确定第一相绕组上的电压和第二相绕组上的电压包括确定以下中的一项或两项：DC链路电路上的电压；以及，来自相应的功率输出端的脉宽调制输出。
在一些实施例中，确定PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差包括：例如通过使用霍尔效应传感器、感测电阻、或巨磁电阻(Giant Magnetoresistance，GMR)传感器进行测量，来确定第一相绕组和第二相绕组中的电流。
在一些实施例中，确定第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差还包括：确定电机的转子角度。这之后可以用于基于电流和转子角度，使用查找表识别磁通量差或第一相绕组和第二相绕组中的磁通量。确定电机的磁通量包括使用将磁通量与电流关联的模型。
根据前述权利要求中任一项所述的方法还包括：在第一时刻之前(即，在开启ASC模式之前)确定满足激活主动短路模式的标准。
优选地，该方法还包括：当满足激活短路模式的标准时，启动计时器；以及，在计时器达到预定时间阈值之后使多个相绕组与第一DC链路端电连接，使得不论达到第一时刻或第二时刻或可选地第三时刻，多个功率输出端均电连接在一起。
优选地，第一时刻紧随在确定满足激活短路模式的标准之后。
本文中还描述了一种控制逆变器的方法，该逆变器向PMAC电机供电，该方法包括：开启逆变器的主动短路模式，其中，逆变器包括多个功率输出端，每个功率输出端通过开关元件可切换地连接到DC链路电路的两个DC端，以在每个功率输出端提供交流电，以及其中，每个功率输出端用于向PMAC电机的多个相绕组中对应的一个相绕组提供交流电，以及其中，在主动短路模式中，开关元件中选定的开关元件保持在导通状态，使得多个功率输出端电连接在一起；其中，开启主动短路模式包括：选择多个功率输出端中的第一功率输出端，其中，第一功率输出端对应PMAC电机的第一相绕组；在第一时刻，将第一开关元件切换到导通状态，以使第一相绕组与两个DC端中的第一DC端电连接，并且将第一开关元件保持在导通状态，以及确定第一相绕组和PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差，其中，多个功率输出端中的第二功率输出端对应PMAC电机的第二相绕组；选择使第二功率输出端与第一DC端电连接的第二时刻，该第二时刻与第一时刻不同，其中，基于确定的PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差选择第二时刻；在第二时刻，将第二开关元件切换到导通状态，以使第二相绕组与第一DC端电连接，并将第二开关元件保持在导通状态。
本文中还描述了一种包括指令的计算机可读介质，该指令在由计算机执行时使计算机执行上文中描述的任何一种方法。
本文中还描述了一种控制器，用于控制向具有多个相绕组的PMAC电机供电的逆变器，该控制器包括处理器，该处理器用于：选择PMAC电机的第一相绕组；在第一时刻，使第一相绕组与DC链路电路的第一DC端电连接，并保持第一相绕组与第一DC端之间的连接；确定第一相绕组和PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差；选择使第二相绕组与第一DC端电连接的第二时刻，该第二时刻与第一时刻不同，其中，基于确定的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差选择第二时刻；在第二时刻，使第二相绕组与第一DC端电连接，并保持第二相绕组与第一DC端之间的连接。
本文中还描述了一种控制器，用于控制向PMAC电机供电的逆变器，控制器包括处理器，该处理器用于：开启逆变器的主动短路模式，其中，逆变器包括多个功率输出端，每个功率输出端通过开关元件可切换地连接到DC链路电路的两个DC端，以在每个功率输出端提供交流电，以及其中，每个功率输出端用于向PMAC电机的多个相绕组中对应的一个相绕组提供交流电，以及其中，在主动短路模式中，开关元件中选定的开关元件保持在导通状态，使得多个功率输出端电连接在一起；其中，开启主动短路模式包括该处理器：选择多个功率输出端中的第一功率输出端，其中，第一功率输出端对应PMAC电机的第一相绕组；在第一时刻，控制第一开关元件切换到导通状态，以使第一相绕组与两个DC端中的第一DC端电连接，并且控制第一开关元件保持在导通状态，以及确定第一相绕组和PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差，其中，多个功率输出端中的第二功率输出端对应PMAC电机的第二相绕组；选择使第二功率输出端与第一DC端电连接的第二时刻，该第二时刻与第一时刻不同，其中，基于确定的PMAC电机的第一相绕组和第二相绕组之间的磁通量差选择该第二时刻；在第二时刻，控制第二开关元件切换到导通状态，以使第二相绕组与第一DC端电连接，并控制第二开关元件保持在导通状态。
每个控制器还可以用于执行上文中描述的任何方法。
在本文中还描述了一种系统，该系统包括：上文中描述的任何控制器；以及用于多相永磁电机的逆变器，该多相永磁电机具有第一相切换电路和第二相切换电路。
如在本文中描述的任何系统特征也可以作为方法特征，且反之亦然。如在本文中使用的，可以将手段加功能特征替代地表达为该特征的对应结构。
本发明的一个方面中的任何特征可以以任何适当的组合应用于本发明的其他方面。具体地，方法方面可以应用于系统方面，且反之亦然。此外，一个方面中的任何、一些、和/或所有特征可以以任何适当的组合应用于任何其他方面中的任何、一些、和/或所有特征。
还应理解的是，可以独立地实现、和/或供给、和/或使用在本发明的任何方面中描述和定义的各种特征的具体组合。
附图说明
仅通过示例的方式结合附图描述了用于控制用于PMAC电机的逆变器的方法和设备，其中：
图1示出了永磁电机的逆变器的示例；
图2示出了在永磁电机中激活主动短路模式的示例方法；
图3示出了电机相绕组上的电压和磁通量的图表；以及
图4示出了一个电机相绕组的电压、磁通量、和预测磁通量的图表。
具体实施方式
图1示出了用于永磁电机的示例性逆变器10。在这一情况下，逆变器10用于驱动电动车辆的电机20。DC链路电路30跨接电源35。DC链路负极端处的电压为0V，且DC链路正极端处的电压为VDC。VDC的值可以随时间变化。逆变器10包括三相开关电路。提供了包括开关元件40、42、44和开关元件50、52、54的桥电路，该用于每一相的开关元件40、42、44位于连接到DC链路电路30正极端的上支路，该用于每一相的开关元件50、52、54位于连接到DC链路电路30负极端的下支路。该开关元件40、42、44、50、52、54可以是例如IGBT或MOSFET。每一相的输出连接到电机20的三个相端子60、62、64中的一个。
电机20包括定子22和转子24。图1中的转子24示出为具有一个永磁体，但是通常用于这种永磁电机的转子包括多个永磁体，该多个永磁体用于在转子24周围提供永久且交变的磁场。定子22包括围绕转子24的磁轭。定子22具有环绕该定子22布置的绕组70、72、74。在图1中，示出了每一相连接两个绕组(相端子60连接到绕组70，相端子62连接到绕组72，相端子64连接到绕组74)。在这一示例中，每个绕组都位于同相的另一绕组的对侧。因此，绕组70、72、74可以由AC驱动以产生旋转磁场。为了有效驱动电机20，基于转子的位置选择三个相中的每一相的励磁时机。可以以三角形或星形的布置连接电机的相。
在这一实施例中，还提供了电流传感器80(例如，霍尔传感器)，该电流传感器80用于感测电机的每一相中的电流，例如，通过每个绕组的电流或每一相的至少一个绕组中的电流。
三个相端子或驱动器60、62、64全部耦合以从电源35接收电能。相驱动器60、62、64中的每个相驱动器还耦合到电机20的三个相绕组中的对应一个相绕组。每个相端子60、62、64耦合到不同的相绕组。每个相端子60、62、64可由开关元件40、42、44、50、52、54控制，以调节从电源35到对应相绕组的电能输送。
在正常工作时，开关元件40、42、44、50、52、54在不同时间操作以提供交变的三相来驱动电机20。存在与电源35和DC链路电路30并联的三条分支。每条分支具有两个开关元件；一个在上支路，另一个在下支路。第一分支在上支路具有第一开关元件40，在下支路具有第二开关元件50。两个开关元件40、50交替操作以向第一相端子60提供交流电。因此，当第一开关元件40接通/闭合时，第二开关元件50将断开/打开，且反之亦然。第二分支在上支路具有第一开关元件42，在下支路具有第二开关元件52。两个开关元件42、52交替操作以向第二相端子62提供交流电(即，当第一开关元件42接通/闭合时，第二开关元件52将断开/打开，且反之亦然)。第二分支上的开关元件42、52的切换与第一分支上的开关元件40、50的切换在相位上相差120度。同样地，第三分支在上支路具有第一开关元件44，在下支路具有第二开关元件54。两个开关元件44、54交替操作以向第三相端子64提供交流电(即，当第一开关元件44接通/闭合时，第二开关元件54将断开/打开，且反之亦然)。第三分支上的开关元件44、54的切换与第一分支和第二分支上的开关元件的切换在相位上相差120度，以向电机20提供三相交流电。
开关元件可以以恒定频率或可变频率进行开关，以在电机绕组中产生正弦波交流电AC。正弦波AC的频率可以是50Hz左右，例如在20Hz至100Hz之间，或是在约30Hz至70Hz之间。在其他实施例中，该频率可以高达大约1kHz，例如，该频率可以高达500Hz至2000Hz之间。
如果必须快速停止或禁用电机20(例如，如果在电机系统中出现故障)，则可能会出现高反电动势(electromotive force，EMF)，这将导致返回到逆变器的DC链路电路30或DC电源35的整流。这可能导致不需要的制动转矩。在更坏的条件下，DC链路电压可以超过电容和/或开关的工作电平，从而导致电机或逆变器组件损坏。
因此，可以应用ASC模式。这防止了DC链路电路35上的较大的反电动势，将该反电动势水平保持在断电水平(trip level)之下，以保护逆变器10和电机20。在主动短路模式下，通过例如将上支路的所有开关40、42、44保持在闭合位置(或导通状态)或者通过将下支路的所有开关50、52、54保持在闭合位置(或导通状态)，使所有输出端子60、62、64都连接到相同的DC链路端(都连接到DC链路电路30正极端或者都连接到DC链路电路30负极端)。然而，由于例如电机绕组中的电感，从正常模式运行到初始应用ASC模式可能导致电机绕组中产生显著的瞬态电流(例如，高电流尖峰)，该瞬态电流可能会转移到逆变器10。该瞬态电流可能足以损坏电机20和/或逆变器10。
因此，如将结合图2进一步描述的，本发明提供了防止或降低这种在应用ASC模式时的瞬态电流的手段。
图2示出了在多相永磁电机中激活主动短路模式的示例性方法2，该方法可以降低瞬态电流。
可以提供逆变器控制器来控制逆变器10，该逆变器控制器包括实现方法2的逻辑。优选地，可以用在正常工作模式下控制逆变器开关40、42、44、50、52、54的开关的同一控制器管理向ASC模式的转移。然而在一些实施例中，可以提供包括额外的控制器的并行硬件集，该额外的控制器能够控制向ASC模式的转移。这种方式的好处是，如果主硬件发生故障，还有冗余路径来应用ASC，尽管主控制器(用于在正常工作模式下控制逆变器)通常(但不总是)也具有这一功能。
初始时，在步骤200中，电机20在正常模式下工作，且使用来自逆变器10的三相交流电驱动。当电机20在正常模式下工作时，监测每个相绕组中的磁通量。可以周期性地(例如，以采样时间间隔)确定与每个相关联的绕组中的磁通量。采样时间间隔可以是例如约30μs到500μs，或约100μs到300μs。
可以用多种方式确定磁通量。在本示例中，将磁通量计算为相电压(即，相输出端的电压)的积分，例如：
Fluxx(t)＝∫Vxdt
其中，Fluxx(t)是t时刻在电机的第x相绕组上的磁通量；
Vx是随时间变化的第x相输出端处的电压，例如，到电机20的对应输出端60、62、64处的电压。可以相对于DC链路负极端测量电压。
通过确定随时间变化的逆变器10上的输出相电压(即，输出端60、62、和64处的电压)，可以计算每个电机相的磁通量。因此，在步骤200中，可以在正常工作期间测量或以其他方式确定输出端处的电压。
优选地，逆变器10的每个输出端60、62、64上的输出相电压可以通过以下方式确定：测量DC链路正负极端之间的DC链路电压VDC，之后根据来自功率输出端输出的脉宽调制(pulse width modulation，PWM)输出分配该采样时间的电压读数，例如，基于例如为输出端馈电的逆变器支路上的哪个开关闭合来确定输出端是与DC链路的正极端还是负极端电连接。其他的例如死区时间的二阶因子，也可以用于确定输出相电压；在低速(例如，车速低至10公里/小时左右)时二阶因子变得更加相关。
由于DC总线/链路上的电压VDC可能随时间而变化，因此通过进行电压测量以及随时间连续地计算磁通量，而不是通过从初始测量和模型进行预测，有时可以更准确地确定每个电机相中的磁通量。
发现包括额外的阻尼因数D是有帮助的，该阻尼因数D可用于抑制电压偏移误差或初始偏移。阻尼因数D通常具有介于0至1之间的值，优选地介于约0.9至0.99之间。在这种情况下，第x相绕组中的磁通量可以计算为：
Figure BDA0003683559990000071
可以将积分中与阻尼因数关联的项认为是具有时间常数τ的高通滤波器，该时间常数τ可以是约100ms。
因此，可以知道在每个时间点与每个相连接的绕组中的磁通量。在一些实施例中，确定的是相绕组中的相对磁通量而不是绝对数值。
相邻采样时刻(例如，在时刻t＝tA和时刻t＝tA+Δt之间，其中Δt是采样时间)的磁通量变化可以由下式给出：
Fluxx(tA+Δt)＝DFluxx(tA)+Vx(tA)Δt
Δt是采样时间，即后续电压测量之间的时间间隔(以秒为单位)；Δt通常在约30μs到500μs之间。
Vx是时刻t与Δt之间第x相输出端处的平均电压。
可以使用模拟电子或数字方式求积分。
磁通量值在计算时可以记录在存储器中，例如，存储于在正常工作期间控制逆变器的控制器的存储器中，或存储于在向ASC模式转换期间控制逆变器的控制器(以上的控制器在一些实施例中是同一控制器)。磁通量值可以记录在随机存取存储器中；较晚的磁通量值可以覆盖较早的磁通量值。
在步骤202中，确定满足激活电机20中的ASC模式的标准。通常，在出于安全考虑的情况下需要激活ASC模式，例如，如果在电机、逆变器、电源/电池、或在系统的其他部件中(例如，在电机所驱动的车辆或机器中)检测到故障。在一示例中，确定激活ASC模式的标准包括检测车辆已经发生碰撞。在另一示例中，确定激活ASC模式的标准包括确定电源/电池过热。在另一示例中，由于ASC可以防止由电机运动导致的被拖拽车辆中的反电动势，该反电动势可能会损坏逆变器，因此激活ASC模式的标准包括接收车辆正在被拖拽的指示。
在一些实施例中，在步骤202中，逆变器控制器通过接收例如控制信号或消息的信号，确定满足激活电机20中的ASC模式的标准，该信号指示逆变器将电机转换为ASC模式。例如，在电机用于电动车辆时，可以从车辆控制单元(vehicle control unit，VCU)接收该信号。
在步骤204中，选择首先进行短路的第一相。基于每个电机相绕组中的磁通量(例如，第一、第二、和第三相绕组中的每个相绕组中的磁通量)选择第一相进行短路。从步骤200中对每组相绕组中的磁通量的监测(如在上文中描述的)得知每组相绕组中的磁通量。
在本实施例中，通过将相绕组连接到DC链路负极端来执行短路。选择的第一相是通过其电机绕组的磁通量最高的相。在本示例中，磁通量最高的相是第一输出端60处由逆变器电路的第一分支上的开关40和50驱动的相。
在步骤206中，将选择的第一相与DC链路负极端短路。将第一相短路的时刻称为第一时刻T1。当第一相被短路时，测量该第一时刻T1并记录在存储器中(例如，记录在管理向ASC模式转变的控制器的存储器中)。
通过将第一分支的下支路上的第二开关元件50切换到导通状态来实现相的短路，从而使输出端60与DC链路负极端电连接。同时，断开第一分支的上支路上的第一开关元件40。第二开关元件50保持在导通状态，因此输出端60处的电压降低到并保持在DC链路负极端的电压0V。
在接下来的步骤中，目标是平衡剩余相中的磁通量，在这种情况下，通过使所有相中的磁通量尽可能地接近第一相中的磁通量来实现该目标。
在步骤208中，将其他两相(在本示例中，是第二相和第三相)连接到DC链路的正极端。这是通过将逆变器的第二分支和第三分支的上支路上的第一开关元件42和44切换到导通状态来实现的。同时，断开逆变器的第二分支和第三分支的下支路上的第二开关52和54。因此，输出端62和64与DC链路的正极端电连接，具有的电压为VDC。
优选地，在使第一相连接到DC链路负极端的同时(即，在第一时刻T1)，使剩余的两相连接到DC链路正极端。
在一些实施例中，第二支路和第三支路上的第一开关元件42和44中的至少一个在第一时刻已经处于导通状态，在这种情况下，仅保持在导通状态。
在步骤210中，确定第一时刻的电机20的第二相绕组和第三相绕组中的每个相绕组中的磁通量(例如，连接到第二相和第三相的所有电机绕组上的在第一时刻的磁通量)。由于在步骤200中监测了相绕组中的磁通量，因此相绕组中的该磁通量是已知的。因此确定第二相绕组和第三相绕组中的磁通量可以包括记录在第一时刻第二相绕组和第三相绕组中的磁通量。
可以相对于具有最高磁通量的相(在本文中是第一相)中的磁通量确定第二相和第三相中的每个相中的磁通量。
在本示例中，在监测步骤200期间计算每个相中的磁通量，该磁通量作为相电压(即，相输出端的电压)的积分。
可以按如下方式计算相对于第一相中的磁通量的第二相中的磁通量：
Flux2wrt1(t)＝Flux2-Max(Flux1，Flux2，Flux3)＝Flux2(t)-Flux1(t)
Flux2wrt1(T1)＝Flux2(T1)-Flux1(T1)
同样地，相对于第一相中的磁通量的第三相中的磁通量为：
Flux3wrt1(T1)＝Flux3(T1)-Flux1(T1)
由于在本示例中，在第一时刻第一相中的磁通量最高，因此其他两相在第一时刻的相对磁通量将是负的(在第一相的磁通量为零的情况下)。
在步骤212中，基于在步骤210中得到的在第一时刻电机中每个相的磁通量，选择后续时刻(即，第一时刻之后的时刻)，在该后续时刻将其他相中的每个相连接到DC链路的负极端。计算用于将第二相输出端62连接到DC链路负极端的第二时刻，并计算用于将第三相输出端64连接到DC链路负极端的第三时刻。
选择后续时刻以使得在将相应的相绕组连接到DC链路负极端之前，第二相绕组和第三相绕组中的每个相绕组中的磁通量和第一相绕组中的磁通量匹配。因此，可以平衡电机中的磁通量，并防止过大的瞬态电流出现。因此，基于相对于第一相的磁通量的第二相和第三相中的每个相的磁通量，选择将该相连接到DC链路负极端的后续时刻。
当在步骤208中逆变器的第二分支和第三分支的上支路上的第一开关元件42和44闭合时，第二相和第三相的输出端62和64处的电压变为随时间变化的VDC。因此，可以按如下方式计算将第二相连接到负DC链路的第二时刻T2：
Figure BDA0003683559990000091
其中，相对于第一相中的磁通量计算磁通量，该第一相磁通量Flux1为零。由于选择的第一相是具有最高磁通量的相，因此是最高磁通量。因此，第二相和第三相的磁通量相对于第一相是负的，从而为第二相和第三相连接到负DC链路端提供了正时间。
可以按如下方式计算第三相连接到负DC链路的第三时刻T3：
Figure BDA0003683559990000092
为了简化计算，Tl可以设置为零。
逆变器电路的第二分支的上支路上的第一开关42保持导通状态，直到计算的第二时刻。在步骤214中，在第二时刻，通过闭合逆变器的第二分支的下支路上的第二开关52并将其保持在导通状态，并且同时断开逆变器电路的第二分支的上支路上的第一开关42，从而将第二相输出端62连接到DC链路负极端。
逆变器电路的第三分支的上支路上的第一开关52保持导通状态，直到计算的第三时刻。在步骤214中，在第三时刻，通过闭合逆变器的第三分支的下支路上的第二开关54并将其保持在导通状态，并且同时打开逆变器电路的第三分支的上支路上的第一开关44，从而使第三相输出端64连接到DC链路负极端。
当通过连接到DC链路的第一端(例如，在本示例中是连接到负极端)使所有相短路时，逆变器10工作在ASC模式。
作为数值示例，在应实现ASC时，第一相、第二相、和第三相中的磁通量可以为：
Flux1＝5Volt-seconds(Vs),Flux2＝3Vs,Flux3＝1Vs
因此，第二相和第三相中的每个相的相对磁通量为：
Flux2(wrt1)＝-2Vs,Flux3(wrt1)＝-4Vs
如果DC电压VDC为240V，则在第一时刻之后将第二相和第三相短路到负DC链路的延迟时间如下：
Figure BDA0003683559990000101
图3示出了本示例中每个相绕组上的电压和磁通量的图。实线示出电压，虚线示出磁通量。第一个图示出了第一相绕组中的电压和磁通量。在第一时刻T1之前，逆变器中的开关以常规方式工作以在每个相绕组中产生AC电流。初始时，第一相绕组连接到DC正极端，因此第一相绕组的电压等于VDC。在第一时刻T1开始转换到ASC模式。第一相上的磁通量最大，因此在第一时刻T1将第一相连接到负DC链路，因此第一相上的电压变为零。第一相上的相对磁通量是相对于第一相测量的，因此为零。
同时，第二相绕组和第三相绕组连接到正DC链路。图3的第二个图和第三个图中示出了第二相绕组和第三相绕组上的电压和磁通量。在本文中，第二相绕组先前已经连接到负DC链路，因此第二相绕组上的电压在第一时刻T1从零变为VDC。初始时，第三相绕组已经连接到正DC链路，因此第三相绕组仅是保持连接到正DC链路(电压为VDC)。
第二相绕组中的初始相对磁通量为-2Vs。在第二相连接到正DC链路时，正DC链路上的磁通量增加，到第二时刻T2为止，第二相绕组上的磁通量与第一相绕组上的磁通量相同(即，相对通量为零)。在第二时刻T2，第二相连接到负DC链路端，因此第二相绕组上的电压变为零。之后，第二相绕组中的磁通量不变。
类似地，第三相绕组上的磁通量也从第一时刻T1开始增加。第三相绕组中的磁通量直到第三时刻T3才与第一相绕组的磁通量匹配，第三相在该第三时刻T3也连接到DC链路负极端。此时，电机处在全ASC模式下。
尽管在上文描述的实施例中，在步骤204中选择的第一相是磁通量最高的相，但在其他实施例中，可以使用额外的第一相的选择标准。
在步骤204中选择先短路哪一相可以取决于是通过将输出端60、62、64连接到DC链路电路30的正极端还是负极端来实现短路模式，即，是上支路上的开关40、42、44还是下支路上的开关50、52、54保持在闭合位置。在替代性实施例中，电机输出端可以连接到DC链路正极端以实现ASC模式，在这种情况下，可以选择具有最低磁通量或最大负磁通量的相作为步骤204中的第一相。通常在步骤208中，其他相后续会连接到与在步骤206中第一相连接的DC链路端相反的DC链路端，因此在这种替代性实施例中，步骤208中的其他两个相将连接到DC链路负极端。
在一些实施例中，选择要首先短路的第一相的步骤204包括选择要将输出端60、62、64连接到DC链路电路30的正极端还是负极端。可以基于转换时刻的相电压选择要将输出端60、62、64连接到DC链路电路30的正极端还是负极端，例如，选择使得第一相与所选择的DC链路端之间的电压差最低的DC链路端。
在一些实施例中，将选择具有最大磁通量的相作为第一相，例如，在转换到短路模式的开始时刻在电机中的相绕组上具有最大磁通量的相。
在替代性实施例中，步骤202还包括在执行第一相的短路之前，确定短路第一相的第一时刻。在确定应该实现ASC模式时，还可以选择实现ASC模式的时机，例如向ASC模式转换的开始时刻(例如，将电机的第一相短路的第一时刻)。通常，上述时刻实际上将紧随在确定应该选择ASC模式的条件出现之后，但是偶尔会存在一些延迟。
在上文描述的实施例中，在步骤200中计算每个相的绝对磁通量，之后在步骤210中确定相之间的相对磁通量。然而，在替代性方案中，可以在步骤200的监测阶段中计算相对磁通量。
例如，在相对于第一相确定磁通量的情况下，第二相的相对磁通量由下式得到：
Figure BDA0003683559990000111
其中，Flux2wrt1(t)是在时刻t相对于电机中第一相上的磁通量的第二相上的磁通量；
Δt是采样时间，即后续电压测量之间的时间间隔(以秒为单位)；Δt通常在约30μs到500μs之间。
Figure BDA0003683559990000112
是时刻t与t-Δt之间第一相输出端60处的平均电压；例如，可以通过将时刻t和时刻t-Δt的第一相输出端处的电压相加并除以2来计算
Figure BDA0003683559990000113
例如，
Figure BDA0003683559990000114
Figure BDA0003683559990000115
是时刻t与t-Δt之间第二相输出端62处的平均电压，例如，
Figure BDA0003683559990000116
D是阻尼因数，通常具有介于0至1之间的值，优选地介于约0.9和0.99之间。
类似地，可以通过如下公式得到相对于第一相的第三相的磁通量：
Figure BDA0003683559990000117
其中，Flux3wrt1(t)是时刻t电机中的第三相上的相对磁通量；并且
Figure BDA0003683559990000118
是时刻t与t-Δt之间第二相输出端62处的平均电压，例如，
Figure BDA0003683559990000119
虽然在步骤200、204、和210中已经使用了确定磁通量的一种特定方式，但替代性方案是可用的。例如，为计算对应于第二相的电机绕组70、72、74中的一个绕组上的相磁通量，可以(例如，通过电流传感器80)测量电机绕组72中的电流，并且可以使用将电流与磁通量关联的模型。在另一示例中，可以(例如，通过电流传感器80)测量电机绕组72中的电流，并且记录转子24的角度。之后可以使用查找表，以将电机电流和转子角度关联到相中的磁通量。模型或查找表可以存储在逆变器控制器的存储器中，或者存储在用于管理向ASC模式转换的额外控制器的存储器中。例如，模型或查找表可能是特定于电机类型的，并包含在逆变器的(安装在相关控制器上的)设置文件中。
在上文描述的实施例中，基于第一时刻(即，第一相被短路的时刻)第二相绕组和第三相绕组中每个相绕组中的相对磁通量，在步骤212中确定用于对第二相和第三相中每个相进行短路的后续的第二时刻和第三时刻。然而，在磁通量没有以可预测的方式(例如，线性)变化的情况下，继续监测第二相和第三相中的磁通量并且相应地调整第二时刻和第三时刻可能是有利的。例如，DC链路的电压可能会波动，因此每个相中的磁通量可能会以可变速率变化。
因此，在替代性实施例中，步骤210涉及确定在第一时刻之后的多个采样时刻的第二相和第三相中的磁通量。连续的采样时刻可以相隔预定采样周期，或者换句话说，采样时刻具有预定的采样频率。步骤212之后涉及计算用于使其他相中每个相短路的估计的后续时刻，并在每次确定磁通量时更新这个估计的后续时刻。因此，步骤210和步骤212可以并行执行。估计的后续时刻是预测的其他相中的磁通量与第一相中的磁通量匹配的时刻。当估计的后续时刻落入下一采样周期内时(即，早于紧随当前采样时刻的采样时刻)，则将该估计的后续时刻选择为短路该相绕组的时刻。
在一些实施例中，通过估计采样时刻之前的采样周期内该相中的磁通量的变化，确定在每一采样时刻每个相中的磁通量。可以通过对先前采样时刻的DC链路电压和当前采样时刻的DC链路电压进行平均，来估计磁通量的变化。因此，可以使用下式得到采样时刻的磁通量：
Figure BDA0003683559990000121
此处的t是当前时刻，
Figure BDA0003683559990000122
是采样周期，所以
Figure BDA0003683559990000123
是先前采样时刻，D是阻尼因数，VDC是DC链路电压。Fluxx是第x相绕组中的磁通量。
可以通过估计磁通量达到第一相绕组磁通量的剩余时间并将该剩余时间与当前时刻相加，来计算估计的后续时刻。为了进行该估计，例如可以假设DC链路电压将与当前采样时刻的DC链路电压保持相同。因此，可以如下计算后续时刻：
Figure BDA0003683559990000124
Tx是短路第x相绕组的时刻。最大磁通量(本文中是第一相的磁通量)将不改变，因为该第一相在第一时刻就已经短路了。因此，对于使用相对磁通量的情况，项Max(Flux1,Flux2,Flux3)将只为零。
在一些实施例中，采样时间周期
Figure BDA0003683559990000125
约为100微秒，例如采样时间周期可以在约1微秒至10毫秒之间，优选地在10微秒和1毫秒之间，或更优选地在50微秒至200微秒之间。采样时间周期可以是例如约30μs至500μs，或者约100μs到300μs。
在优选实施例中，采样频率与逆变器的PWM时基(或最小PWM开关频率)相同。
通常，使某一相中的绕组短路(连接到DC正极端或负极端)的所选时刻与逆变器的PWM时基不是完全一致。在这种情况下，可以通过提供比正常脉冲更短的脉冲(即，比正常最小PWM开关频率更短的脉冲)来调整开关时刻，以在所选时刻使相绕组短路。
例如，对于PWM时基为100微秒的情况，并且估计第二相中的磁通量将在73微秒内与第一相中的磁通量匹配，则可以提供长度为73微秒的更短脉冲，从而在73微秒之后将第二相绕组连接到DC链路负极端。
图4示出了当在采样时间周期处周期性地重新计算磁通量估计和第二时刻时，第二相绕组中的电压和磁通量的两个图。此处的采样周期为0.005秒。PWM的时基也是0.005秒。下方的图示出了第二相上的电压和第二相绕组中的实际磁通量。上方的图示出了在连续采样时刻处的估计磁通量预测，并沿底部横轴标标记了对应的估计第二时刻。这两张图具有相同的时间尺度。
如图3中的示例，在第一时刻第二相绕组中的相对磁通量为-2Vs，DC链路的初始电压为240V。因此，(在第一时刻T1做出的)第二时刻的第一估计是0.0083秒。
然而，可以从下方的图中看出，在第一采样周期内DC链路上的电压下降。因此，在第二采样时刻(t＝0.005s)测得的电压更低。因此，磁通量的变化比初始预期的更少。在第二采样时刻，基于当前磁通量并假设DC链路的电压将保持恒定，进行第二磁通量预测。基于此对第二时刻进行第二估计。在这一新的较低电压下，对第二时刻的第二估计现在大于0.015秒。
如下方的图所示，在第二采样时刻(t＝0.005s)和第三采样时刻(t＝0.010s)之间，电压再次增加。因此，第二采样时刻和第三采样时刻之间的磁通量变化比先前预测的大。在第三采样时刻，基于当前磁通量并假设DC链路的电压将保持恒定，在第二采样时刻进行第三磁通量预测。基于此对第二时刻进行第三估计。对第二时刻的第三估计现在是0.012s。这意味着将第二相切换到DC链路负极端的估计时间在下一采样周期内(在第四采样时刻之前，该第四采样时刻为t＝0.015s)。因此现在将第三估计选择为第二时刻。之后应用0.002秒的短脉冲(而不是正常的0.005秒脉冲)，第二相绕组在所选的第二时刻(0.012秒)连接到DC链路。从下方的图中可以看出，第二相绕组中的相对磁通量在第二时刻T2处为零。
请注意，为了便于解释，本示例中的数字已略微简化。
可以使用类似过程确定将第三相短路到DC链路的第三时刻。
上文中的实施例和示例应理解为说明性示例。设想了其他实施例、方面、或示例。应理解的是，结合任何一个实施例、方面、或示例所描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征组合，并且还可以在与任何其他实施例、方面、或示例的一个或多个特征的组合中使用，或在任何其他实施例、方面、或示例的任何组合中使用。此外，也可以在不脱离本发明的范围的情况下采用未在上文中描述的等同和修改，本发明的范围在所附权利要求中定义。

Claims (29)

1.一种控制逆变器的方法，所述逆变器向具有多个相绕组的永磁交流(PMAC)电机供电，所述方法包括：
选择所述PMAC电机的第一相绕组；
在第一时刻，使所述第一相绕组与直流(DC)链路电路的第一DC端电连接，并保持所述第一相绕组与所述第一DC端之间的所述连接；
确定所述第一相绕组和所述PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差；
选择使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接的第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻不同，其中，基于确定的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差选择所述第二时刻；
在所述第二时刻，使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接，并保持所述第二相绕组与所述第一DC端之间的所述连接。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间间隔内，使所述第二相绕组与所述DC链路电路的第二端电连接。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于确定的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差以及所述DC链路的所述第二端的DC电压，选择所述第一时刻和所述第二时刻之间的所述时间间隔。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差达到零所需的所述时间，选择所述第二时刻和/或所述时间间隔。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，选择所述第二时刻和/或所述时间间隔包括：
采集多个采样时刻的电机数据，其中，在连续采样时刻之间有预定采样时间周期；
计算对应的多个时间估计；每个所述时间估计是基于采集的所述采样时刻的所述电机数据，对所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差达到零所需的所述时间的估计；
将所述多个时间估计中的每个时间估计与所述预定采样时间周期相比较；以及
选择小于或等于所述预定采样时间周期的第一时间估计；
使用选择的所述第一时间估计选择所述第二时刻。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第二时刻使所述第二相绕组与所述第一DC端连接的所述步骤包括：
施加所述长度为选择的所述时间估计的脉冲，以在所述第二时刻使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述逆变器具有等于所述采样时间周期的脉宽调制时基。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
确定所述第一相绕组和所述PMAC电机的第三相绕组之间的磁通量差；
选择使所述第三相绕组与所述第一DC端电连接的第三时刻，所述第三时刻与所述第一时刻和所述第二时刻不同，其中，基于确定的所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第三相绕组之间的所述磁通量差选择所述第三时刻；
在所述第三时刻，使所述第三相绕组与所述第一DC端电连接，并保持所述第三相绕组与所述第一DC端之间的所述连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，选择所述PMAC电机的第一相绕组包括：
确定所述PMAC电机的所述多个相绕组中每个相绕组中的所述磁通量；以及
选择具有最高磁通量值的所述相绕组作为所述第一相绕组。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在所述第一时刻之前，
切换所述逆变器中的多个开关元件以向每个相绕组提供交流(AC)电。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
在切换所述开关元件以向每个相绕组提供所述交流电的同时，监测所述PMAC电机的所述多个相绕组中每个所述相绕组中的所述磁通量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，基于在所述第一时刻监测到的所述第一相绕组和第二相绕组和/或第三相绕组中的所述磁通量，确定所述PMAC电机的所述第一相绕组和第二相绕组之间和/或所述第一相绕组和第三相绕组之间的磁通量差。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二时刻晚于所述第一时刻，以及可选地，所述第三时刻晚于所述第一时刻。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差包括：
确定所述第一相绕组上的随时间变化的所述电压；
确定所述第二相绕组上的随时间变化的所述电压；
计算所述第一相绕组上的所述电压对时间的积分；
计算所述第二相绕组上的所述电压对时间的积分；以及
确定所述第一相上的所述电压的所述积分与所述第二相上的所述电压的所述积分之间的所述差。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，确定所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差包括：
确定所述第一相绕组上的随时间变化的所述电压；
确定所述第二相绕组上的随时间变化的所述电压；
确定所述第一相绕组上的随时间变化的所述电压和所述第二相绕组上的随时间变化的所述电压之间的所述差；以及
计算所述第一相绕组上的所述电压和所述第二相绕组上的所述电压之间的所述差对时间的积分。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，确定所述第一相绕组上的所述电压和所述第二相绕组上的所述电压包括确定以下中的一项或两项：
所述DC链路电路上的所述电压；以及
来自相应的所述功率输出端的所述脉宽调制输出。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差包括：
例如通过使用霍尔效应传感器、感测电阻、或巨磁电阻(GMR)传感器进行测量，来确定所述第一相绕组和所述第二相绕组中的所述电流。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，确定所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差还包括：
确定所述电机的所述转子角度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，确定所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差还包括：
基于所述电流和转子角度，使用查找表识别所述磁通量差或所述第一相绕组和所述第二相绕组中的所述磁通量。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中，确定所述电机的所述磁通量包括使用将磁通量与电流关联的模型。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在所述第一时刻之前确定满足激活主动短路模式的标准。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
当满足激活所述短路模式的所述标准时，启动计时器；以及
在所述计时器达到预定时间阈值之后，使所述多个相绕组与所述第一DC链路端电连接，使得不论达到所述第一时刻或所述第二时刻或可选地所述第三时刻，多个所述功率输出端均电连接在一起。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述第一时刻紧随在所述确定满足激活所述短路模式的所述标准之后。
24.一种控制逆变器的方法，所述逆变器向永磁交流(PMAC)电机供电，所述方法包括：
开启所述逆变器的主动短路模式，其中，所述逆变器包括多个功率输出端，每个功率输出端通过开关元件可切换地连接到直流(DC)链路电路的两个DC端，以在所述每个功率输出端提供交流(AC)电，以及
其中，所述每个功率输出端用于向所述PMAC电机的多个相绕组中对应的一个相绕组提供所述交流电，以及
其中，在所述主动短路模式中，所述开关元件中选定的开关元件保持在导通状态，使得所述多个功率输出端电连接在一起；
其中，开启所述主动短路模式包括：
选择所述多个功率输出端中的第一功率输出端，其中，所述第一功率输出端对应所述PMAC电机的第一相绕组；
在第一时刻，将第一开关元件切换到所述导通状态，以使所述第一相绕组与所述两个DC端中的第一DC端电连接，并且将所述第一开关元件保持在所述导通状态，以及
确定所述第一相绕组和所述PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差，其中，所述多个功率输出端中的第二功率输出端对应所述PMAC电机的所述第二相绕组；
选择使所述第二功率输出端与所述第一DC端电连接的第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻不同，其中，基于确定的所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差选择所述第二时刻；
在所述第二时刻，将第二开关元件切换到所述导通状态，以使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接，并将所述第二开关元件保持在所述导通状态。
25.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
26.一种控制器，用于控制向具有多个相绕组的PMAC电机供电的逆变器，所述控制器包括处理器，所述处理器用于：
选择所述PMAC电机的第一相绕组；
在第一时刻，使所述第一相绕组与直流(DC)链路电路的第一DC端电连接，并保持所述第一相绕组与所述第一DC端之间的所述连接；
确定所述第一相绕组和所述PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差；
选择使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接的第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻不同，其中，基于所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的确定的所述磁通量差选择所述第二时刻；
在所述第二时刻，使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接，并保持所述第二相绕组与所述第一DC端之间的所述连接。
27.一种控制器，用于控制向PMAC电机供电的逆变器，所述控制器包括处理器，所述处理器用于：
开启所述逆变器的主动短路模式，其中，所述逆变器包括多个功率输出端，每个功率输出端通过开关元件可切换地连接到直流(DC)链路电路的两个DC端，以在所述每个功率输出端提供交流(AC)电，以及
其中，所述每个功率输出端用于向所述PMAC电机的多个相绕组中对应的一个相绕组提供所述交流电，以及
其中，在所述主动短路模式中，所述开关元件中选定的开关元件保持在导通状态，使得所述多个功率输出端电连接在一起；
其中，开启所述主动短路模式包括所述处理器：
选择所述多个功率输出端中的第一功率输出端，其中，所述第一功率输出端对应所述PMAC电机的第一相绕组；
在第一时刻，控制第一开关元件切换到所述导通状态，以使所述第一相绕组与所述两个DC端中的第一DC端电连接，并且控制所述第一开关元件保持在所述导通状态，以及
确定所述第一相绕组和所述PMAC电机的第二相绕组之间的磁通量差，其中，所述多个功率输出端中的第二功率输出端对应所述PMAC电机的所述第二相绕组；
选择使所述第二功率输出端与所述第一DC端电连接的第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻不同，其中，基于确定的所述PMAC电机的所述第一相绕组和所述第二相绕组之间的所述磁通量差选择所述第二时刻；
在所述第二时刻，控制所述第二开关元件切换到所述导通状态，以使所述第二相绕组与所述第一DC端电连接，并控制所述第二开关元件保持在所述导通状态。
28.根据权利要求26或27所述的控制器，还用于执行根据权利要求2至24中任一项所述的方法。
29.一种系统，包括：
根据权利要求26至28中任一项所述的控制器；以及
逆变器，所述逆变器用于具有第一相开关电路和第二相开关电路的多相永磁电机。
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