具体实施方式

以下结合说明书附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的阐述。

相关技术中，电机控制系统通常包含电机控制装置(也可称为电机控制器)和电机；为了保证电机控制系统运行的稳定性，存在多种针对电机的多冗余方案；这些针对电机的多冗余方案的原理是：一个电机可以同时具备多个绕组，当一个绕组出现异常，冗余的绕组还可以正常工作，从而保证电机的正常运行，进而提高电机控制系统的稳定性。然而，实际应用时，存在电机控制装置发生故障或损坏的情况，此时，发生故障或损坏的电机控制装置无法正常控制电机，即电机控制系统无法正常运行。

基于此，在本发明的各种实施例中，提出了针对电机控制装置的多冗余方案；如图1所示，本发明实施例针对电机控制装置的多冗余方案的工作原理是：电机控制系统包含电机控制装置101和电机102；电机控制装置101用于驱动电机102运行；电机控制装置101中设置有N个子冗余部件组成的冗余部件系统，N为大于或等于1的整数；所述N个子冗余部件中的每个子冗余部件的功能相同，且各子冗余部件之间互为备份；实际应用时，可以将根据用户需求确定的需要冗余的部件统称为子冗余部件；所述子冗余部件中至少包含功率部件，电机控制装置101正常工作时，所述N个子冗余部件中的任一个子冗余部件可以独立运行，进而使得电机控制系统正常运行；当然，在需要提高电机控制装置101控制电机102的额定功率等情况下，电机控制装置101也可以同时运行多个子冗余部件(相当于多组功率桥)。这样，在部分子冗余部件发生故障或损坏时，电机控制装置101可以检测到发生故障或损坏的子冗余部件，并将发生故障或损坏的子冗余部件切换为其他正常的子冗余部件，以保证电机控制装置101的正常运行，从而保证电机控制系统的稳定性。

本发明实施例提供了一种电机控制装置，如图2所示，所述电机控制装置包括：控制单元21、第一信号切换部件22和N个功率部件23；所述N个功率部件23中的n个功率部件23与电机连接；N大于或等于2；n大于或等于1，且n小于N；其中，

所述控制单元21，用于在检测到所述n个功率部件23中存在故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号；

所述第一信号切换部件22，用于响应所述第一控制信号，断开所述故障功率部件与所述电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件23中选取新的功率部件与所述电机进行连接。

这里，需要说明的是，在本发明的各种实施例中，将一个部件(后续的描述中记作第一部件)与另一个部件(后续的描述中记作第二部件)进行连接的含义是：导通第一部件和第二部件之间连接的物理线路，即在通电后，第一部件和第二部件之间连接的物理线路有电流通过；当然，断开第一部件与第二部件的连接的含义是：使得第一部件和第二部件之间连接的物理线路在通电后不再有电流通过。

另外，本发明实施例提供的电机控制装置所组成的电机控制系统，可以应用于任意一种需要驱动电机的电子设备；比如，所述电子设备可以是两轮车或多轮车(例如三轮车或四轮车)等交通工具；再比如，所述电子设备也可以是儿童电动玩具、电风扇、空调等。

实际应用时，所述功率部件23用于将直流电转变为交流电。

实际应用时，所述第一信号切换部件22可以包含多个功率电子管或直流接触器；所述功率电子管或直流接触器可以用于导通或断开相应功率部件与所述电机的连接。当然，研发人员也可以根据设计需求使用其他可控的开关器件来搭建第一信号切换部件22。

实际应用时，为了更精确地检测每个功率部件23是否发生故障，可以在电机控制装置中设置N个控制单元21，并使得所述N个控制单元21中的每个控制单元21连接所述N个功率部件23中的一个功率部件23；如此，能够提高检测故障功率部件的准确性。

基于此，在一实施例中，所述电机控制装置可以包括N个控制单元21；所述N个控制单元21中的每个控制单元21连接所述N个功率部件23中的一个功率部件23；其中，

所述控制单元21检测到自身连接的功率部件23为故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号；

所述第一信号切换部件22响应接收的至少一个第一控制信号，断开所述至少一个第一控制信号中每个第一控制信号对应的故障功率部件与所述电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件23中选取至少之一作为新的功率部件与所述电机进行连接。

具体地，以三相永磁同步电机的电机控制系统为例(日常生活中的电机控制系统的形式和种类众多，这里不一一例举，其他电机控制系统的工作原理与三相永磁同步电机的电机控制系统的工作原理相同)，如图3所示，三相永磁同步电机的电机控制系统包括电机控制装置301和电机302，电机302为三相永磁同步电机；电机控制装置301中设置有冗余部件系统，所述冗余部件系统包括N个控制单元21、N个功率部件23和第一信号切换部件22；此时，一个控制单元21、相应控制单元21连接的一个功率部件23以及相应功率部件23连接的第一信号切换部件22中的部分功率电子管或直流接触器的功能相当于图1所示的一个子冗余部件的功能；也就是说，每个控制单元21可以通过自身连接的一个功率部件23驱动电机302正常工作，所有功率部件23的输出U、V、W三相都并接在了一起。实际应用时，可以只有一个控制单元21通过自身连接的一个功率部件23驱动电机302运行；在需要提高电机控制装置301的额定功率等情况下，也可以设置多个控制单元21中的每个控制单元21均通过自身连接的一个功率部件23驱动电机302运行。电机控制装置301驱动电机302运行的过程中，在只有一个控制单元21通过自身连接的一个功率部件23驱动电机302运行的情况下，当控制单元21检测到自身连接的功率部件23为故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件22断开相应功率部件23与电机302的连接，并在未与电机302连接的功率部件23中随机选择一个功率部件23作为新的功率部件与电机302连接；在有至少两个控制单元21中的每个控制单元21均通过自身连接的一个功率部件23驱动电机302运行的情况下，当所述至少两个控制单元21中有至少一个控制单元21检测到自身连接的功率部件23为故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件22断开至少一个相应功率部件23与电机302的连接，并在未与电机302连接的功率部件23中随机选择至少一个功率部件23作为新的功率部件与电机302连接；这里，故障功率部件的个数与第一信号切换部件22选取的新的功率部件的个数可以相同或不同，具体可以由研发人员根据设计需求进行设置。

实际应用时，在所述电机控制装置包括N个控制单元21的情况下，可能还会存在控制单元21发生故障的情况，并且，发生故障的控制单元21可能无法向其他部件输出信号告知自身的故障；因此，可以在第一信号切换部件22中设置检测单元，用于检测与电机连接的n个功率部件23对应的n个控制单元21是否发生故障，并在检测到至少一个故障的控制单元21时，断开所述至少一个故障的控制单元21中的每个控制单元21连接的功率部件23与电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件23中选取至少之一作为新的功率部件与所述电机进行连接。

实际应用时，与控制单元21相比，功率部件23是更易损耗的部件；因此，为了节约成本，可以仅在电机控制装置中设置一个控制单元21。

基于此，在一实施例中，所述控制单元21检测到所述n个功率部件23中存在m个故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号；m大于或等于1；

所述第一信号切换部件22响应所述第一控制信号，断开所述m个故障功率部件与所述电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件23中选取m个新的功率部件与所述电机进行连接。

实际应用时，为了减少控制单元21与N个功率部件23中的每个功率部件23连接导致的部件损耗和功率损耗，还可以在控制单元21与功率部件23之间设置一个信号切换部件(后续的描述中记作第二信号切换部件)；在所述控制单元21检测到所述n个功率部件23中存在m个故障功率部件、向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号的同时，还可以向所述第二信号切换部件输出第二控制信号，以控制第二信号切换部件断开所述m个故障功率部件与所述控制单元的连接，并从N-n个剩余的功率部件中选取m个新的功率部件与所述控制单元进行连接；这里，所述第二信号切换部件选取的m个新的功率部件与所述第一信号切换部件选取的m个新的功率部件相同；如此，可以减少电机控制装置中的功率损耗和部件损耗。

基于此，在一实施例中，所述电机控制装置还可以包括第二信号切换部件；其中，

所述控制单元21，还可以用于：检测到所述n个功率部件23中存在m个故障功率部件时，向所述第二信号切换部件输出第二控制信号；

所述第二信号切换部件，可以用于响应所述第二控制信号，断开所述m个故障功率部件与所述控制单21元的连接，并从N-n个剩余的功率部件23中选取m个新的功率部件与所述控制单元21进行连接；其中，

所述第二信号切换部件选取的m个新的功率部件与所述第一信号切换部件选取的m个新的功率部件相同。

实际应用时，所述第二信号切换部件可以包含多个功率电子管或直流接触器；所述功率电子管或直流接触器用于导通或断开相应功率部件23与所述控制单元21的连接。当然，研发人员也可以根据设计需求使用其他可控的开关器件来搭建第二信号切换部件。

具体地，同样以三相永磁同步电机的电机控制系统为例，如图4所示，三相永磁同步电机的电机控制系统包括电机控制装置401和电机402，电机402为三相永磁同步电机；电机控制装置401中设置有控制单元21和冗余部件系统，所述冗余部件系统包括第一信号切换部件22、N个功率部件23和第二信号切换部件403；此时，一个功率部件23、相应功率部件23连接的第一信号切换部件22中的部分功率电子管或直流接触器以及相应功率部件23连接的第二信号切换部件403中的部分功率电子管或直流接触器的功能相当于图1所示的一个子冗余部件的功能；N个功率部件23的信号输入口并接在控制单元21的信号输出口，且中间通过第二信号切换部件403相连，使得控制单元21能够可控地使能相应的功率部件23(一个或多个)，所有功率部件23的输出U、V、W三相都并接在了一起。实际应用时，控制单元21可以通过一个功率部件23驱动电机402运行；当然，在需要提高控制电机控制装置401的额定功率等情况下，也可以设置控制单元21通过多个功率部件23驱动电机402运行。电机控制装置401驱动电机402运行的过程中，在控制单元21通过一个功率部件23驱动电机402运行的情况下，当控制单元21检测到这个功率部件23为故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件22断开相应功率部件23与电机402的连接，并在未与电机402连接的功率部件23中随机选择一个功率部件23作为新的功率部件与电机402连接，同时，向所述第二信号切换部件403输出第二控制信号，以控制所述第二信号切换部件403断开相应功率部件23与所述控制单元21的连接，并在未与电机402连接的功率部件23中随机选择一个功率部件23作为新的功率部件与所述控制单元21连接，所述第一信号切换部件22在未与电机402连接的功率部件23中随机选择的一个功率部件23与所述第二信号切换部件403在未与电机402连接的功率部件23中随机选择的一个功率部件23相同；在控制单元21通过多个功率部件23驱动电机402运行的情况下，当控制单元21检测到所述多个功率部件23中存在至少一个故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件22断开所述至少一个故障功率部件与电机402的连接，并在未与电机402连接的功率部件23中随机选择至少一个功率部件23作为新的功率部件与电机402连接，同时，向所述第二信号切换部件403输出第二控制信号，以控制所述第二信号切换部件403断开所述至少一个故障功率部件与所述控制单元21的连接，并在未与电机402连接的功率部件23中随机选择至少一个功率部件23作为新的功率部件与所述控制单元21连接，所述第一信号切换部件22在未与电机402连接的功率部件23中随机选择的至少一个功率部件23与所述第二信号切换部件403在未与电机402连接的功率部件23中随机选择的至少一个功率部件23相同；并且，故障功率部件的个数与第一信号切换部件22选取的新的功率部件的个数可以相同或不同，具体可以由研发人员根据设计需求进行设置。本发明实施例提供的电机控制装置，包括：控制单元21、第一信号切换部件22和N个功率部件23；所述N个功率部件23中的n个功率部件23与电机连接；N大于或等于2；n大于或等于1，且n小于N；其中，所述控制单元21，用于在检测到所述n个功率部件23中存在故障功率部件时，向所述第一信号切换部件22输出第一控制信号；所述第一信号切换部件，用于响应所述第一控制信号，断开所述故障功率部件与所述电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件23中选取新的功率部件与所述电机进行连接；如此，能够在电机控制装置中的部分功率部件出现故障时，使用正常的功率部件替代故障功率部件工作，以保证电机控制装置的正常运行，从而保证电机控制系统的稳定性。

基于上述电机控制装置实施例，本发明实施例还提供了一种电机控制方法，应用于上述任一电机控制装置实施例所述电机控制装置的控制单元，如图5所示，所述方法包括以下步骤：

步骤501：所述控制单元检测到所述电机控制装置中的n个功率部件中存在故障功率部件；

步骤502：所述控制单元向所述电机控制装置的第一信号切换部件输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件断开所述故障功率部件与电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件中选取新的功率部件与所述电机进行连接；

这里，所述电机控制装置包括N个功率部件；所述N个功率部件中的n个功率部件与所述电机连接；N大于或等于2；n大于或等于1，且n小于N。

在一实施例中，所述控制单元为N个；所述N个控制单元中的每个控制单元连接所述N个功率部件中的一个功率部件；所述方法还可以包括：

所述N个控制单元中的至少一个控制单元检测到自身连接的功率部件为故障功率部件；

所述N个控制单元中的至少一个控制单元向所述第一信号切换部件输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件断开接收的至少一个第一控制信号中每个第一控制信号对应的故障功率部件与所述电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件中选取至少之一作为新的功率部件与所述电机进行连接。

在一实施例中，所述方法还可以包括：

所述控制单元检测到所述n个功率部件中存在m个故障功率部件；

所述控制单元向所述第一信号切换部件输出第一控制信号，以控制所述第一信号切换部件断开所述m个故障功率部件与所述电机的连接，并从N-n个剩余的功率部件中选取m个新的功率部件与所述电机进行连接；其中，

m大于或等于1。

相应地，所述控制单元检测到所述n个功率部件中存在m个故障功率部件时，所述方法还可以包括：

所述控制单元向所述电机控制装置的第二信号切换部件输出第二控制信号，以控制所述第二信号切换部件断开所述m个故障功率部件与所述控制单元的连接，并从N-n个剩余的功率部件中选取m个新的功率部件与所述控制单元进行连接；其中，

所述第二信号切换部件选取的m个新的功率部件与所述第一信号切换部件选取的m个新的功率部件相同。

需要说明的是：本发明实施例提供的电机控制方法与上述电机控制装置实施例属于同一构思，其具体实现过程详见上述电机控制装置实施例，这里不再赘述。

基于上述电机控制装置实施例，且为了实现本发明实施例的电机控制方法，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，电子设备600包括：电机控制装置601和电机602；其中，

所述电机控制装置601为上述任一电机控制装置实施例所述的电机控制装置；所述电机控制装置601控制所述电机602的运行。

本发明实施例提供的电机控制装置、方法及电子设备，具备以下优点：

能够在电机控制装置中的部分功率部件出现故障时，使用正常的功率部件替代故障功率部件工作，以保证电机控制装置正常驱动电机，从而保证电机控制系统的稳定性。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。