一种故障监测电路的制作方法

本实用新型涉及故障监测技术领域，尤其涉及一种故障监测电路。

背景技术：

随着科学技术的发展，新能源逐渐应用于不同的交通运输工具中。比如使用电能源作为汽车、舰船和飞机等交通运输工具的驱动能量。

目前较为常见的电机驱动系统为多相交流电机驱动系统，比如6相交流电机驱动系统。现有的多相交流电机驱动系统通常采用由集中直流供电电源和共直流输入的逆变桥的电路拓扑结构。但是，由于现有的多相交流电机驱动系统采用的是集中式供电的电路拓扑结构，当多相交流电机驱动系统中任一点位发生故障时，需要对整个驱动系统会实施故障停车，并人工逐一排查故障点位，容易引发安全事故和造成损失。

因此，现有的多相交流电机驱动系统存在安全性能低、检修效率低和维护成本高等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种故障监测电路，以解决现有的多相交流电机驱动系统存在安全性能低、检修效率低和维护成本高等问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例公开了一种故障监测电路，包括：

控制器和至少两个独立运行的分部式构件，所述分部式构件包括电源、单控双联开关、3相电机驱动电路和3相电机；

所述控制器分别与所述3相电机驱动电路和单控双联开关连接，所述控制器用于监测所述分部式构件的工作状态，并基于所述工作状态向所述单控双联开关发送开关控制信号，向所述3相电机驱动电路发送驱动控制信号；

所述电源与所述单控双联开关一端连接，所述单控双联开关另一端与所述3相电机驱动电路一端连接，所述3相电机驱动电路另一端与所述3相电机连接，所述3相电机驱动电路基于所述驱动控制信号驱动所述3相电机，所述单控双联开关基于所述开关控制信号闭合或断开，调整所述分部式构件在所述故障监测电路中的运行模式。

优选的，所述控制器包括：

收发器、处理器和显示器；

所述收发器一端与所述3相电机驱动电路连接，另一端与所述处理器连接，所述收发器，用于监测所述3相电机驱动电路的故障信号，将监测到的所述故障信号发送至所述处理器；

所述处理器分别与所述单控双联开关、3相电机驱动电路和显示器连接，所述处理器，用于基于所述故障信号判断所述3相电机驱动电路是否故障，将所述判断结果发送给所述显示器，并基于所述判断结果生成开关控制信号发送至所述单控双联开关，以及生成所述驱动控制信号发送至所述3相电机驱动电路；

所述显示器，用于显示所述判断结果。

优选的，所述3相电机驱动电路包括：dc-dc变换器、逆变桥和多个电流传感器；

所述dc-dc变换器，输入端与所述单控双联开关连接，控制端与所述控制器连接，接收所述控制器发送的所述驱动控制信号，输出端与所述逆变桥的输入端连接；

第一电流传感器设置于所述dc-dc变换器的输出端的正极母线上，所述第一电流传感器，用于采集所述dc-dc变换器与所述逆变桥的正极之间的电流；

第二电流传感器设置于所述dc-dc变换器的输出端正负极母线上，所述第二电流传感器，用于采集所述dc-dc变换器的输出端与所述逆变桥的输入端之间的电流；

所述第一电流传感器与第二电流传感器的控制端分别与所述控制器连接，用于将采集到的电流发送给所述控制器；

所述逆变桥的控制端与所述控制器连接，用于接收所述驱动控制信号，所述逆变桥的输出端与所述3相电机连接；

所述3相电机上至少两相设置有电流传感器，所述电流传感器与所述控制器连接，用于将采集到的电流发送给所述控制器。

优选的，所述电路还包括：放电电阻组件；

所述放电电阻组件与所述3相电机并联，所述放电电阻组件，用于降低所述3相电机的反电势。

优选的，所述放电电阻组件包括：m个放电电阻和3个开关，m为3的倍数；

所述开关控制端与所述控制器连接，接收所述控制器发送的开关控制信号，基于所述开关控制信号闭合或断开，控制所述放电电阻组件的运行状态；

每个开关与m个所述放电电阻串联，其中，m＝m/3。

优选的，所述单控双联开关包括电力隔离开关或接触器；

当一个以上所述分部式构件出现故障时，所述控制器向所述单控双联开关发送指示断开的开关控制信号，所述单控双联开关，用于基于指示断开的开关控制信号断开，使出现故障的所述分部式构件与所述故障监测电路隔离。

优选的，所述单控双联开关包括电力隔离开关或接触器；

所述单控双联开关，用于基于所述开关控制信号闭合或断开，调整所述分部式构件在所述故障监测电路中的运行数量。

优选的，所述控制器还包括：

存储器，分别与所述收发器和处理器连接，用于存储所述故障信号和判断结果。

基于上述本实用新型实施例提供的一种故障监测电路，该电路包括：控制器和至少两个独立运行的分部式构件，分部式构件包括：电源、单控双联开关、3相电机驱动电路和3相电机。控制器分别与3相电机驱动电路和单控双联开关连接，监测分部式构件的工作状态，基于工作状态向单控双联开关发送开关控制信号，向3相电机驱动电路发送驱动信号。单控双联开关基于开关控制信号闭合或断开，调整分部式构件在故障监测电路中的运行模式。在本实用新型中，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1a为本实用新型实施例提供的一种故障监测电路的结构示意图；

图1b为本实用新型实施例提供的一种故障监测电路的架构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的控制器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一控制器的结构示意图；

图4a本实用新型实施例提供的另一种故障监测电路的结构示意图；

图4b为本实用新型实施例提供的另一种故障监测电路的架构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种故障监测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由背景技术可知，目前较为常见的电机驱动系统为多相交流电机驱动系统，比如6相交流电机驱动系统。现有的多相交流电机驱动系统通常采用由集中直流供电电源和共直流输入的逆变桥的电路拓扑结构。但是，由于现有的多相交流电机驱动系统采用的是集中式供电的电路拓扑结构，当多相交流电机驱动系统中任一点位发生故障时，需要对整个驱动系统会实施故障停车，并人工逐一排查故障点位，容易引发安全事故和造成损失。

因此，本实用新型提供一种故障监测电路，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

本实用新型的核心在于提供一种故障监测电路，监测多相交流电机驱动系统的运行状态。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

如图1a所示，为本实用新型实施例提供的一种故障监测电路的结构示意图，所述故障监测电路包括：控制器101和至少两个独立运行的分部式构件，每个所述分部式构件包括：电源102、单控双联开关103、3相电机驱动电路104和3相电机105。

在实用新型实施例中，所述控制器101分别与所述3相电机驱动电路104和单控双联开关103连接，所述控制器101用于监测所述分部式构件的工作状态，并基于所述工作状态向所述单控双联开关103发送开关控制信号，向所述3相电机驱动电路104发送驱动控制信号。

需要说明的是，所述控制器101通过利用传感器采集所述分部式构件的各个部位的数据，通过所述数据获取所述分部式构件的工作状态。所述传感器包括电流传感器，所述电流传感器预先设置在所述分部式构件的需要采集电流值的部位。

在实用新型实施例中，所述电源102与所述单控双联开关103一端连接，所述单控双联开关103另一端与所述3相电机驱动电路104一端连接，所述3相电机驱动电路104另一端与所述3相电机105连接，所述3相电机驱动电路104基于所述驱动控制信号驱动所述3相电机105，所述单控双联开关103基于所述开关控制信号闭合或断开，调整所述分部式构件在所述故障监测电路中的运行模式。

优选的，所述单控双联开关103包括电力隔离开关或接触器，当一个以上所述分部式构件出现故障时，所述控制器101向所述单控双联开关103发送指示断开的开关控制信号，所述单控双联开关103，用于基于指示断开的开关控制信号断开，使出现故障的所述分部式构件与所述故障监测电路隔离。

需要说明的是，所述单控双联开关103基于所述开关控制信号闭合或断开，调整所述分部式构件在所述故障监测电路中的运行模式。比如当具有两个所述分部式构件时，当其中一个分部式构件出现故障时，断开所述分部式构件的所述单控双联开关103，停止运行所述出现故障的分部式构件，使所述出现故障的分部式构件与正常运行的分部式构件隔离。同时，将所述出现故障的分部式构件的电源102与3相电机驱动电路104隔离。

优选的，所述单控双联开关103包括电力隔离开关或接触器。所述单控双联开关103，用于基于所述开关控制信号闭合或断开，调整所述分部式构件在所述故障监测电路中的运行数量。比如当具有两个所述分部式构件a和b时，通过使用需求调整所述分部式构件在所述故障监测电路中的运行数量和模式。所述运行模式有：模式(1)为只运行所述分部式构件a、模式(2)为只运行所述分部式构件b、模式(3)为同时运行所述分部式构件a和b、模式(4)为根据使用需求在模式(1)至模式(3)来回切换。

结合图1，参考图2，示出了本实用新型实施例提供的控制器的结构示意图，所述控制器101包括：收发器1011、处理器1012和显示器1013。

在实用新型实施例中，所述收发器1011一端与所述3相电机驱动电路104连接，另一端与所述处理器1012连接，所述收发器1011，用于监测所述3相电机驱动电路104的故障信号，将监测到的所述故障信号发送至所述处理器1012。

需要说明的是，所述收发器1011为具有采集信号数据和发送信号数据的设备，所述收发器101的具体类型由技术人员根据实际情况进行选择和使用。

在实用新型实施例中，所述处理器1012分别与所述单控双联开关103、3相电机驱动电路104和显示器1013连接，所述处理器1012，用于基于所述故障信号判断所述3相电机驱动电路104是否故障，将所述判断结果发送给所述显示器1013，并基于所述判断结果生成开关控制信号发送至所述单控双联开关103，以及生成所述驱动控制信号发送至所述3相电机驱动电路104。

需要说明的是，所述处理器1012基于实时采集的所述故障信号，使用预设的故障监测算法判断所述3相电机驱动电路104是否故障。比如基于实时采集的电流信号，使用故障监测算法判断所述电流信号是否异常，从而判断所述3相电机驱动电路104是否故障。所述故障监测算法由技术人员根据实际情况进行设计。

在实用新型实施例中，所述显示器1013，用于显示所述判断结果。

需要说明的是，当基于电流信号判断所述3相电机驱动电路104出现故障时，通过采集所述电流信号的部位，可以获得出现故障的具体位置，方便检查和维修。

在本实用新型实施例中，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

优选的，结合图1，参考图3，示出了本实用新型实施例提供的另一控制器的结构示意图，所述控制器101，还包括：存储器1014。

在实用新型实施例中，所述存储器1014，分别与所述收发器1011和处理器1012连接，用于存储所述故障信号和判断结果。

需要说明的是，所述存储器1014可以为任一具有存储功能的设备，具体由技术人员根据实际情况进行选择和使用。

在实用新型实施例中，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

如图1b所示，示出了本实用新型实施例提供的一种故障监测电路的架构示意图，包括：控制器101、分部a和分部b，分部a和分部b为所述分部式构件。基于上述本实用新型图1-图3公开的故障监测电路，这里以具有两个分部式构件的故障监测电路进行举例说明。

所述分部式构件的内部结构一致。如图1b所示，该分部式构件包括：电源102、单控双联开关103、dc-dc变换器1041、逆变桥1042、3相电机105和多个电流传感器。在所述图1b中，ha1、ha2、ha3、ha4、hb1、hb2、hb3和hb4为电流传感器。所述3相电机驱动电路104由所述dc-dc变换器1041、逆变桥1042和所述多个电流传感器构成。

在实用新型实施例中，所述dc-dc变换器1041，输入端与所述单控双联开关103连接，控制端与所述控制器101连接，接收所述控制器101发送的所述驱动控制信号，输出端与所述逆变桥1042的输入端连接。

在实用新型实施例中，第一电流传感器设置于所述dc-dc变换器1041的输出端的正极母线上，所述第一电流传感器，用于采集所述dc-dc变换器1041与所述逆变桥1402的正极之间的电流。

在实用新型实施例中，第二电流传感器设置于所述dc-dc变换器1041的输出端正负极母线上，所述第二电流传感器，用于采集所述dc-dc变换器1041的输出端与所述逆变桥1042的输入端之间的电流。

在实用新型实施例中，所述逆变桥1042的控制端与所述控制器101连接，用于接收所述驱动控制信号，所述逆变桥1042的输出端与所述3相电机105连接。

在实用新型实施例中，所述3相电机105上至少两相设置有电流传感器，所述电流传感器与所述控制器101连接，用于将采集到的电流发送给所述控制器101。

需要说明的是，上述图1b中示出的架构示意图仅用于举例说明，本实用新型实施例还适用于3的整倍数相的电机驱动系统，比如6相或9相等电机驱动系统。

在本实用新型实施例中，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

优选的，结合图1b，参考图4a，示出了本实用新型实施例提供的另一种故障监测电路的结构示意图，所述故障监测电路还包括：放电电阻组件106。

在本实用新型实施例中，所述放电电阻组件106与所述3相电机105并联，降低所述3相电机105的反电势。

需要说明的是，通过与电机并联连接的电阻，降低电机运行时产生的反电势，将电机绕组的反电势降低至安全水平。

优选的，所述放电电阻组件106包括：m个放电电阻和3个开关，m为3的倍数。所述开关控制端与所述控制器101连接，接收所述控制器101发送的开关控制信号，基于所述开关控制信号闭合或断开，控制所述放电电阻组件106的运行状态。每个开关与m个所述放电电阻串联，其中，m＝m/3。

需要说明的是，所述放电电阻的个数和电阻阻值由技术人员根据实际情况进行设置和选择。

结合图1b中所示出的内容，参考图4b，示出了本实用新型实施例提供的另一种故障监测电路的架构示意图，所述故障监测电路还包括放电电阻组件106，在所述图4b中rsg1和rsg2为所述放电电阻组件106。具体内容可参见上述本实用新型实施例相对应的内容，在这就不再进行赘述。

需要说明的是，上述图4b中示出的架构示意图仅用于举例说明，本实用新型实施例还适用于3的整倍数相的电机驱动系统，比如6相或9相等电机驱动系统。

在本实用新型实施例中，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

与上述图1a示出的一种故障监测电路的结构示意图相对应，参考图5，示出了本实用新型实施例提供的一种故障监测方法的流程图，适用于所述故障监测电路，包括以下步骤：

步骤s501：控制器实时采集多个分部式构件的故障信号。

在具体实现步骤s501的过程中，通过预先设置在所述分部式构件预设位置的电流传感器，采集所述预设位置的电流信号。

步骤s502：基于所述故障信号，判断所述分部式构件是否出现故障。若是，则执行步骤s503，若否，则所述分部式构件正常运行。

在具体实现步骤s502的过程中，基于所述故障信号，使用预先设计的故障监测算法判断所述分部式构件是否出现故障。

步骤s503：断开出现故障的分部式构件的单控双联开关，停止运行所述出现故障的分部式构件，并确定出现故障的位置。

在具体实现步骤s503的过程中，当基于电流信号判断分部式构件出现故障时，通过采集所述电流信号的部位，可以获得出现故障的具体位置。

综上所述，本实用新型实施例提供一种故障监测电路，该电路包括：控制器和至少两个独立运行的分部式构件，分部式构件包括：电源、单控双联开关、3相电机驱动电路和3相电机。控制器分别与3相电机驱动电路和单控双联开关连接，监测分部式构件的工作状态，基于工作状态向单控双联开关发送开关控制信号，向3相电机驱动电路发送驱动信号。单控双联开关基于开关控制信号闭合或断开，调整分部式构件在故障监测电路中的运行模式。在本实用新型中，当故障监测电路中的分部式构件出现故障时，通过单控双联开关停止发生故障的分部式构件，将发生故障的分部式构件与监测电路隔离，未发生故障的分部式构件继续运行，能提高多相交流电机驱动系统安全性能、提高检修效率和降低维护成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。