具体实施方式

在下文中，阐述细节以提供对示例性实施方式的更彻底的解释。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施方式。在其他实例中，为了避免模糊实施方式，以框图的形式或以示意图的形式示出公知的结构和装置，而不是详细地进行示出。另外，除非另外特别指出，否则下文描述的不同实施方式的特征可以彼此组合。

此外，在以下描述中用等效或相似的附图标记来表示等效或相似的元件或具有等效或相似的功能的元件。由于在附图中相同或功能等效的元件被赋予相同的附图标记，因此可以省略对具有相同附图标记的元件的重复描述。因此，为具有相同或相似附图标记的元件提供的描述可以相互交换。

在这方面，方向性术语，例如“顶部”、“底部”、“下方”、“上方”、“前面”、“后面”、“背后”、“头”、“尾”等可以参考所描述的附图的方向使用。因为实施方式的各部分可以以许多不同的方向定位，所以方向性术语用于说明的目的，而绝不是限制性的。应当理解，在不脱离权利要求限定的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述不应被认为是限制性的。

将理解的是，当元件被称为“连接”或“耦接”至另一元件时，它可以直接连接或耦接至另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时，则不存在中间元件。应该以类似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。

在本文描述的或附图中示出的实施方式中，任何直接的电连接或耦接(即没有附加中间元件的任何连接或耦接)也可以通过间接的连接或耦接(即具有一个或更多个附加中间元件的连接或耦接)来实现，反之亦然，只要基本上保持例如用于传输某种信号或某种信息的连接或耦接的通用目的即可。来自不同实施方式的特征可以被组合以形成另外的实施方式。例如，除非相反地指出，否则关于实施方式之一描述的变化或修改也可以适用于其他实施方式。

在不背离本文描述的实施方式的方面的情况下，术语“基本上”在本文中可以用于解释被认为是工业上可接受的小的制造公差(例如，在5％之内)。

取决于某些实施要求，存储介质可以包括RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH存储器或存储有电子可读控制信号的任何其他介质，它们与可编程计算机系统合作(或能够合作)使得执行相应的方法。因此，存储介质可以被视为计算机可读的非暂态存储介质。

此外，指令可以由一个或更多个处理器执行，所述处理器例如一个或更多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其他等效的集成或分立逻辑电路。因此，如本文所用，术语“处理器”是指任何前述结构或适合于实施本文所描述的技术的任何其他结构。另外，在一些方面，可以在专用硬件和/或软件模块内提供本文描述的功能。同样，该技术可以完全在一个或更多个电路或逻辑元件中实现。包括一个或更多个处理器的“控制器”可以使用电信号和数字算法来执行其接受、分析和控制功能，这些还可以包括修正功能。

传感器可以指将要测量的物理量转换为电信号(例如，电流信号或电压信号)的部件。物理量可以例如是单并联电阻器系统中的并联电阻器处的电流或电压。

信号处理电路和/或信号调整电路可以从一个或更多个部件接收一个或更多个信号，并在其上执行信号调整或处理。如本文所使用的，信号调整是指以信号满足进一步处理的下一阶段的需求的方式来操纵信号。信号调整可以包括从模拟到数字的转换(例如，通过模数转换器)、放大、滤波、转换、偏置、范围匹配、隔离以及使信号适合于在调整之后进行处理所需的任何其他处理。

因此，信号处理电路可以包括模数转换器(ADC)，该模数转换器将来自一个或更多个传感器元件的模拟信号转换成数字信号。信号处理电路还可以包括对数字信号执行一些处理的数字信号处理器(DSP)。

现代装置在汽车、消费和工业应用中的许多功能，例如转换电能和驱动电机或电机机器，都依赖于功率半导体装置。例如，仅举几例，绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和二极管已用于各种应用，包括但不限于电源和电力转换器中的开关。

功率半导体装置通常包括被配置为沿着装置的两个负载端子构建之间的负载电流路径来传导负载电流的半导体构件。此外，可以通过控制电极(有时称为栅电极)来控制负载电流路径。例如，在从例如驱动器单元接收到相应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体装置设置为导通状态和阻断状态中之一。控制信号可以是具有受控值的电压信号或电流信号。

功率晶体管是可以用于驱动负载电流的功率半导体装置。例如，通过激活和去活IGBT的栅极端子将IGBT“导通”或“关断”。在栅极和发射极之间施加正输入电压信号将使装置保持在“导通”状态，而使输入栅极信号为零或略微为负将使其变为“关断”。存在用于导通和关断功率晶体管的导通过程和关断过程。在导通过程期间，栅极驱动器集成电路(IC)可以用于向功率晶体管的栅极提供(供应)栅极电流(即导通电流)，以便将栅极充电至足够的电压来导通装置。相反，在关断过程期间，栅极驱动器IC用于从功率晶体管的栅极汲取(吸收)栅极电流(即关断电流)，以便对栅极充分放电以关断装置。可以根据脉冲宽度调制(PWM)方案从栅极驱动器IC输出电流脉冲作为控制信号。因此，在用于控制功率晶体管的PWM周期期间，控制信号可以在导通电流电平和关断电流电平之间切换。进而对栅极电压进行充电和放电以分别导通和关断功率晶体管。

特别地，功率晶体管的栅极是电容性负载，并且导通电流(即，栅极源电流)和关断电流(即，栅极灌电流)被指定为在切换事件开始时的初始电流。在关断事件期间，经过少量时间(与PWM周期相比较小)后，栅极电流减小，并且当栅极达到0V时达到零值。在导通事件期间，经过少量时间(与PWM周期相比较小)后，栅极电流减小，并在栅极达到15V时达到零值。

晶体管可以包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(例如，Si MOSFET或SiC MOSFET)。尽管在以下实施方式中可以将IGBT用作示例，但是应当理解，可以用MOSFET代替IGBT，反之亦然。在这种情况下，当用MOSFET代替IGBT时，在本文描述的任何示例中，MOSFET的漏极可以代替IGBT的集电极，MOSFET的源极可以代替IGBT的发射极，而MOSFET的漏极-源极电压V_DS可以代替IGBT的集电极-发射极电压V_CE。因此，任何IGBT模块都可以用MOSFET模块代替，反之亦然。

在本说明书中描述的特定实施方式涉及但不限于可以在电力转换器或电源内使用的功率半导体装置。因此，在实施方式中，功率半导体装置可以被配置为承载将被提供给负载的负载电流和/或分别由电源提供的负载电流。例如，半导体装置可以包括一个或更多个功率半导体单元，诸如单片集成二极管单元和/或单片集成晶体管单元。这样的二极管单元和/或这样的晶体管单元可以被集成在功率半导体模块中。

在电力电子学领域中通常使用包括被适当地连接以形成半桥的晶体管的功率半导体装置。例如，半桥可用于驱动电机或开关式电源。

例如，多相逆变器被配置为通过供应多相负载(例如，三相电机)来提供多相电力。例如三相电力涉及三个对称波(例如，正弦波或矩形波)，对称波彼此之间有相位差120的电角度。在对称的三相电源系统中，三个导体(即，相传输线或相负载路径)各自承载相对于公共基准具有相同频率和电压幅度的交流电(AC)，但相位相差三分之一周期。由于相位差，任何一个导体上的电压在一个其他导体之后的三分之一周期处以及在其余导体之前的三分之一周期处达到其峰值。此相位延迟将恒定的功率传递给平衡的线性负载。这使得可以在电机中产生旋转磁场。

在对平衡且线性的负载进行馈电的三相系统中，三个导体的瞬时电流之和为零。换句话说，每个导体中的电流在幅值上等于其他两个导体中的电流之和，但符号相反。任何相导体中的电流的返回路径都是其他两个相导体。瞬时电流产生电流空间矢量。

三相逆变器包括三个逆变器分支，三相中的每一个具有一个逆变器分支，并且每个逆变器分支彼此并联连接至直流(DC)电压源。每个逆变器支路包括一对晶体管，例如以半桥配置布置的一对晶体管，用于将DC转换为AC。换句话说，每个逆变器支路包括串联连接的两个互补晶体管(即，高侧晶体管和低侧晶体管)，并且它们彼此互补地导通和关断以驱动相负载。然而，多相逆变器不限于三相，并且可以包括两相或多于三相，每相具有逆变器支路。

图1A是示出根据一个或更多个实施方式的功率半导体装置的电机控制致动器100的示意框图。特别地，电机控制致动器100是包括电力逆变器1和逆变器控制单元2的变速驱动(VSD)控制器。逆变器控制单元2用作电机控制单元，因此也可以称为电机控制器或电机控件IC。电机控制单元可以是单片IC，或者可以被分成为在两个或更多个IC上的微控制器和栅极驱动器。

电机控制致动器100还耦接至三相电机M，该三相电机M包括三个相U、V和W。电力逆变器1是三相电压发生器，该三相电压发生器被配置为通过供应三相电压来驱动电机M来提供三相电力。将进一步理解的是，电力逆变器1和逆变器控制单元2可以放置在同一电路板上，或者放置在分开的电路板上。

幅度和相位的偏差都可能导致电机M的功率和扭矩的损失。因此，电机控制致动器100可以配置为实时监测和控制提供给电机M的电压的幅度和相位，以确保基于反馈控制回路保持适当的电流平衡。还存在并且可以实施开环电机控制单元。

用于三相电机M的电力逆变器1包括以互补对布置的六个晶体管模块3u⁺、3u^-、3v⁺、3v^-、3w⁺和3w^-(统称为晶体管模块3)的开关阵列。每个互补对构成向三相电机M提供相电压的一个逆变器支路。因此，每个逆变器支路包括上(高侧)晶体管模块3和下(低侧)晶体管模块3。每个晶体管模块可以包括一个功率晶体管，并且还可以包括二极管(未示出)。因此，每个逆变器支路包括上晶体管和下晶体管。负载电流路径U、V和W从位于互补晶体管之间的每个逆变器支路的输出(即，每个半桥的输出)延伸，并且被配置为耦接至负载例如电机M。电力逆变器1耦接至DC电源4(例如，电池或二极管桥式整流器)并且耦接至逆变器控制单元2。

在该示例中，逆变器控制单元2包括电机控制电路和用于控制开关阵列的栅极驱动器电路。在一些示例中，逆变器控制单元2可以是单片的，其中电机控制电路和栅极驱动器电路被集成到单个管芯上。在其他示例中，电机控制电路和栅极驱动器电路可以被分割为单独的IC。“单片”栅极驱动器是单个硅芯片上的栅极驱动器，并且可以进一步通过特定的高压(HV)技术制成。此外，栅极驱动器IC可以被集成在电力逆变器1上。

电机控制器实时执行电机控制致动器100的电机控制功能，并将PWM控制信号传输到栅极驱动器。电机控制功能可以包括控制永磁电机或感应电机，并且可以被配置为不需要转子位置感测的无传感器控制，就像带有霍尔传感器和/或编码器装置的基于传感器的控制一样。可替代地，电机控制功能可以包括基于传感器的控制(例如，在较低的转子速度下使用)和无传感器控制(例如，在较高的转子速度下使用)这两者的组合。

例如，逆变器控制单元2包括控制器和驱动器单元5，该控制器和驱动器单元5包括作为电机控制器的微控制器单元(MCU)6和用于生成驱动器信号来控制每个晶体管模块3的晶体管的栅极驱动器7。因此，负载电流路径U、V和W可以由控制器和驱动器单元5通过控制晶体管3的控制电极(即，栅电极)来控制。例如，当从微控制器接收到PWM控制信号时，栅极驱动器IC可以将相应的晶体管设置为导通状态(即接通状态)或阻断状态(即关断状态)之一。

栅极驱动器IC可以被配置为从微控制器接收指令，包括功率晶体管控制信号，并且根据接收到的指令和控制信号来接通或关断相应晶体管3。例如，在相应晶体管3的接通过程中，栅极驱动器IC可以用于向相应晶体管3的栅极提供(供应)栅极电流，以便对栅极充电。相比之下，在关断过程期间，栅极驱动器IC可以用于从晶体管3的栅极汲取(吸取)栅极电流，以使栅极放电。

逆变器控制单元2或者控制器和驱动器单元5本身可以包括PWM控制器、ADC、DSP和/或时钟源(即计时器或计数器)，用于实现PWM方案来控制每个晶体管的状态，以及最终控制在相应的负载电流路径U、V和W上提供的每个相电流。

特别地，控制器和驱动器单元5的微控制器6可以使用电机控制算法例如磁场定向控制(FOC)算法，用于实时对于输出到多相负载例如多相电机的每相电流提供电流控制。因此，磁场定向控制回路可以被称为电流控制回路。

例如，在FOC期间，应测量电机相电流，以便可以实时确定准确的转子位置。为了实现对电机相电流的确定，微控制器6可以采用使用单并联电流感测的算法(例如，空间矢量调制(SVM)，也称为空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM))。

此外，对电力逆变器1的开关3(即晶体管)进行控制，使得同一逆变器支路中的两个开关不会同时接通，否则DC电源将被短路。可以通过根据电机控制算法对逆变器支路内的开关3进行互补操作来满足该要求。

图1B是示出根据一个或多个实施方式的利用单并联电流感测的电力逆变器1的示意图。特别地，电力逆变器1包括置于电力逆变器1的负DC链路上的分流电阻器Rs。晶体管3u⁺、3u^-、3v⁺、3v^-、3w⁺和3w^-被表示为开关，并且使用其每个相的绕组来示出电机M。在此，UO表示从桥中点U到电机中性点O的线与中性点间电压；UN表示从桥中点U到负总线供电轨N的U桥电压；UV表示从U相到V相的线间电压；VW表示从V相到W相的线间电压；以及WV表示从W相到V相的线间电压。

图1A中的微控制器6可以接收从分流电阻器Rs获取的电流的样本，然后使用算法(即，软件)实时重构三相电流。例如，SVPWM是基于矢量控制的算法，其需要感测三个电机相电流。通过使用单并联电阻器Rs，可以以精确的时间间隔对DC链路电流脉冲进行采样。分流电阻器Rs上的电压降可以通过逆变器控制单元2内部的运算放大器来放大，并且可以上升例如1.65V。得到的电压可以通过逆变器控制单元2内部的ADC进行转换。基于开关的实际组合，使用SVPWM算法重建电机M的三相电流。ADC可以在PWM周期的有效矢量期间测量DC链路电流。在每个扇区中，都可以进行两相电流测量。由于三个绕组电流之和为零，因此可以计算出第三相电流值。

SVPWM本身是用于实时控制PWM的算法。其用于创建AC波形，并且可以用于使用多个开关晶体管从DC电源以可变速度驱动三相交流供电的电机。虽然本文的示例是在三相电机的背景下描述的，但是示例不限于此，并且可以应用于任何负载方案。

另外，将理解的是，除了单并联电阻器之外的其他实现方式也可以用于电流感测，例如基于电感的感测或基于霍尔效应的感测，以及可以使用其他电机控制算法来控制负载，并且本文描述的实施方式不限于此。

图2示出了根据一个或多个实施方式的电机线圈20上的电晕效应。电机线圈20是用隔离材料21绝缘的相线圈。例如，如图所示，电机线圈20的导体可以涂覆有隔离材料21。由于电机线圈中的高频PWM电场，局部放电会导致周围空气的电离。这导致电机线圈20上的电晕效应22，除了已经存在的欧姆损耗之外，还引起臭氧气体的产生和/或线圈绕组上的附加热应力。这导致隔离材料21在发生电晕效应的区域中蒸发或去除。最终，隔离材料21变得太弱，并且线圈内部或线圈与电机壳体(例如，定子芯)之间可能发生短路。

图3示出了根据一个或多个实施方式的电机M的剖视图。电机M包括壳体30以及布置在壳体30内的定子31和转子32。定子31包括芯33以及耦接至芯33的多个定子极34。每个定子极34具有相应的电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2，其中电机线圈35U1、35U2是第一相对，电机线圈35V1、35V2是第二相对，以及电机线圈35W1、35W2是第三相对。定子极34以如下方式缠绕，该方式使得在通电时形成交替的南北磁极。每个电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2由于其中感应的高电压而高度绝缘。

对于三相电机，电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2可以被连接至三相AC输入，以产生旋转的磁场。例如，每个相负载路径U、V和W可以缠绕在两个相对布置的定子极34周围，使得当电流流经相负载路径时，相对的一个定子极被激励为北极，而相对的另一定子极被激励为南极。由电机线圈产生的磁场的强度随着交流电流的增加和减小而增加和减小。此外，当磁极的极性根据三相AC输入而旋转时，磁场也随之旋转。

电机M还包括第一组传感器，第一组传感器包括至少三个传感器36、37和38，这些传感器布置在电机壳体内部并接近或邻近定子极34(即，接近电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2)。例如，一个或多个传感器36-38可以被定位成邻近定子极34中的不同的定子极。传感器36-38可以是定子壳体的一部分和/或安装到芯33，每个传感器都邻近定子极34中的不同的定子极。可替代地，一个或多个传感器36-38可以位于不同对的定子极34之间。同样，在这种情况下，传感器36-38可以安装到芯33。

传感器36-38可以是声音换能器(例如，灵敏的硅麦克风)、压力传感器(例如，基于微机电系统(MEMS))或其组合。使用安装在电机壳体30内(即，靠近电机线圈)的灵敏的麦克风和/或压力传感器可以实现对局部放电的直接测量。灵敏的麦克风可以用于感测由一个或多个电机线圈中的局部放电引起的感应噪声。压力传感器可以用于感测由一个或多个电机线圈中的局部放电引起的压力变化。因此，每个传感器36-38应放置成足够靠近电机线圈，使得可以检测由局部放电引起的声音或压力。使用三个或更多个传感器的阵列将允许处理电路基于由传感器生成的噪声或压力传感器数据对声音或压力变化的来源进行三角测量，从而定位(即查找或确定)电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2中的哪一个遭受局部放电。

还可以包括第二组传感器41-46以支持传感器36-38的感测。特别地，传感器41-46可以是执行臭氧测量或甚至多气体传感器测量的气体传感器(例如，臭氧传感器)。由于电机壳体内部的局部放电会产生臭氧。因此，臭氧的存在或增加表明在一个或多个电机线圈上发生局部放电。

多气体传感器还可以识别隔离材料21是由于一个或多个电机线圈上的局部放电而开始蒸发还是由于在电机M整体内发生的临界过热而开始蒸发。因此，蒸发的隔离材料的存在单独地表明或者蒸发的隔离材料的存在与臭氧检测结合表明在一个或多个电机线圈上发生了局部放电。除了声音和压力测量外，通过电机线圈上的气体传感器41-46额外监测过热效应可能会提供额外的保护等级，并且可能会为电机提供高级状态监测。臭氧测量应靠近电机线圈(例如，在每个电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2处)进行或在用于循环冷却空气的电机壳体的出口处进行。在那里可以确定是否存在产生的臭氧。因此，由于在一些实施方式中可以使用少至一个气体传感器或多达六个气体传感器(即，每个定子极一个传感器)，所以图3所示的气体传感器的数量不应被视为限制性的。

图4示出了根据一个或多个实施方式的局部放电传感器系统400的示意图，局部放电传感器系统400被配置为检测由于电机线圈的较高切换频率而导致的局部放电。除了电机M之外，传感器系统400还包括电机控制致动器100和局部放电避免系统39。局部放电避免系统39可以是诸如包括用于存储机器运行状况数据的存储装置的人工神经网络的计算系统。

电机控制致动器100经由相负载路径U、V和W耦接至电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2。此外，逆变器控制单元2分别通过传感器反馈通道36a、37a和38a耦接至传感器36、37和38。因此，逆变器控制单元2以及更具体地逆变器控制单元2的微控制器6被配置为从传感器36-38接收传感器数据，并且定位(例如，经由传感器三角测量)发生一个或多个局部放电的一个或多个电机线圈。

附加反馈通道47在一端处耦接至气体传感器41-46中的每一个，并且在另一端处耦接至微控制器6。因此，微控制器6被配置为从气体传感器41-46接收传感器数据，用于支持对局部放电的检测和定位，并且用于监测电机线圈、隔离材料21和/或电机M整体的某些状况(包括过热状况)，并确定隔离材料21在各个电机线圈处的劣化水平。

响应于检测和定位局部放电，微控制器6被配置为采取算法对策，以通过叠加控制算法来减少局部放电的发生以及降低电机线圈上的电晕效应。叠加控制算法被“叠加”到正常操作控制算法上，并在短时段内覆盖其功能。

例如，通过确定电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2中的发生局部放电的相应的电机线圈，微控制器6可以进一步确定相应的电机相U、V或W。通过确定相应的电机相U、V或W，微控制器6可以在局部放电消失之前中止用于该特定电机相的PWM控制信号。因此，在局部放电的检测时段期间，栅极驱动器7可以关断用于相应的电机相U、V或W的高侧晶体管3。

图5A和图5B示出了根据一个或多个实施方式的用于电机相U的PWM控制信号。PWM控制信号用于控制晶体管3u⁺和3u^-，从而控制流经相负载路径U的电流。在微控制器6检测到电机线圈35U1和/或35U2处的局部放电的状况下，微控制器6在表示检测到相应的电机线圈35U1和/或35U2上的局部放电的发生与检测到该局部放电消失之间的时间的检测时段(即，局部放电事件时段)内降低U相PWM控制信号的PWM频率。例如，如图5B所示，微控制器6在检测时段内降低U相PWM控制信号的PWM频率(即，PWM频率为非零)，而没有完全中止U相PWM控制信号。可替代地，如图5A所示，微控制器6可以在检测时段内通过完全中止U相PWM控制信号(即，PWM频率为零)来降低PWM频率。通常，检测时段将在毫秒范围内。此后，微控制器6根据电机控制算法恢复减小的相的正常操作PWM频率。如果在电机线圈35V1、35V2、35W1和/或35W2处检测到局部放电，则也可以对其余电机相V和W的PWM控制信号采取类似的措施。

微控制器6可以基于在预定时间段内检测到的局部放电的次数来确定中止PWM控制信号。换句话说，微控制器6可以确定检测到的局部放电的次数是否允许PWM控制信号的中止。该确定可以基于与局部放电的阈值次数的比较，由此当检测到的局部放电的次数等于或超过阈值时，中止PWM控制信号。每当中止PWM控制信号时，其都可以被称为PWM中止事件。

一旦在受影响的电机相的电机线圈处降低了相电压的电压斜率dV/dt或者甚至在较短时段内完全禁用，就消除了引起电晕效应的根本原因。对于转子惯性足够大的电驱动器，开关特性的自适应修改将不会引起注意。在许多应用场景中，较大的电机(例如，等于或大于20kW)的系统惯性将允许这些预防措施，而不会对旋转部件造成临界转矩波动。例如，该方法对于具有足够的转子质量和相应的转子惯性的较大电机(例如，等于或大于20kW)特别有利，使得尽管一个或多个电机相在短的时间段内被中止，但转子惯性仍能够将转子速度保持在目标范围内。然而，应理解，电机尺寸可能仅仅是确定系统惯性和防止临界转矩波动的一个因素，并且所描述的系统不限于与特定的电机尺寸一起使用。此外，如上所述，代替如图5A所示的中止电机相，可以在不完全中止电机相的情况下降低PWM频率，如图5B所示。即使在较小的电机中，这样做也可以有助于将转子速度保持在可接受的范围内，以防止在局部放电事件时段期间发生临界转矩波动。此外，一些转矩波动可能是可以容忍的，或者可以通过与所述系统结合使用的其他方式来补偿。因此，所描述的实施方式可以用于发生局部放电的任何类型或尺寸的电机。

一旦所描述的系统消除了局部放电，那么在马达线圈周围的空气的电离再次达到局部放电再次成为问题的水平之前将花费一些时间。

一旦在受影响的电机相的电机线圈处降低了相电压的电压斜率dV/dt或者甚至在较短时段内完全禁用，就消除了引起电晕效应的根本原因。对于转子惯性足够大的电驱动器，开关特性的自适应修改将不会引起注意。在许多应用场景中，较大的电机(例如，大于20kW)的系统惯性将允许这些预防措施，而不会对旋转部件造成临界转矩波动。那么，在电机线圈周围的空气的电离再次达到局部放电再次成为问题的水平之前将花费一些时间。因此，该方法对于具有足够的转子质量和相应的转子惯性的较大电机(例如，大于20kW)特别有利，使得尽管一个或多个电机相在短的时间段内被中止，但是转子惯性仍能够保持转子速度。

根据上述配置，在正常应用条件下，基于经由声音传感器、压力传感器、臭氧传感器和/或多气体传感器来自马达壳体30内部的传感器反馈，检索监测数据。该传感器数据用于评估电机M在不同负载状况下的正常运行状态，并使用预期的“机器运行状况数据”来教导/训练人工神经网络。一旦电离的空气导致线圈上发生局部放电，就会即时观察到与已知良好状态的偏差，并使智能电机控制器做出相应的反应。

微控制器6还被配置为在应该对电机M进行维护的情况下执行状态监测并生成预测性维护警报信号。传感器36-38和41-46实现了关于电机线圈的运行状况的更好的监测能力，而不是简单地使用电流测量。状态监测不再仅限于电机的运动部件(例如轴承)。替代地，可以根据微调的运动曲线进行更好的机器调整。只要电机不会对机械和电气部件造成任何损害，热过载就不会成为电机的问题。特别地，只要不影响导电材料和周围的隔离材料，电机线圈就能够应对(短时间)热过载。具有额外的分析能力来监测隔离材料变弱的开始将允许实现电机的更准确的任务剖面，而无需显著的超尺寸标注。

特别地，微控制器6可以使用来自传感器36-38的传感器数据来确定发生局部放电的频率(即其频率)以及在哪个电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2上发生了局部放电，跟踪发生局部放电的次数以及在哪些电机线圈上发生局部放电，跟踪在每个电机相上发生的PWM中止事件的次数，并使用该评估来监测缺陷，尤其是对于每个电机线圈的绝缘材料。微控制器6可以使用来自气体传感器41-46的传感器数据来进一步支持在电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2之间定位和/或跟踪局部放电，并监测每个电机线圈21的隔离材料的“运行状况”。例如，气体传感器41-46可以用于跟踪臭氧气体和/或蒸发的隔离材料的量以确定每个电机线圈的隔离材料21的运行状态。作为状况监测的结果，微控制器6被配置为在隔离材料21中的故障发生之前预测(即，作出预测)隔离材料21中的故障，并且可以在检测到预测的故障时用信号发送应当进行维护的警报。例如，微控制器6可以在电机线圈处的隔离材料的损坏程度超过阈值损坏水平的条件下产生警报信号。

局部放电避免系统39也可以耦接至传感器36-38和41-46，以从中接收传感器数据来用作深度学习训练数据。局部放电避免系统39可以被配置为基于传感器数据来适配微控制器6的PWM切换算法(即，电机控制算法)，以便提供针对电机线圈35U1、35U2、35V1、35V2、35W1和35W2上的局部放电的电晕效应的主动(实时)对策。例如，局部放电避免系统39可以向微控制器6提供诸如传感器模式或传感器模式类别的传感器模式信息，微控制器6继而基于所接收的传感器模式信息来调整一个或多个电机相的PWM切换算法。换言之，可以调整用于电机相U、V和/或W中的一个或多个电机相的PWM控制信号的一个或多个特性(例如，占空比、频率和/或相位)。

例如，使用经训练的人工神经网络，局部放电避免系统39可以对来自传感器36-38以及可能还来自传感器41-46的传感器反馈进行分类，并且向微控制器6提供传感器模式信息。

微控制器6可以基于传感器模式信息来修改用于全部或单个电机相(即，用于一个或多个PWM控制信号)的PWM信号，以便主动地防止或减少在电机线圈上的发生局部放电。这可以包括调整(例如降低)用于一个或多个电机相U、V和/或W的一个或多个PWM控制信号的PWM频率或占空比。一旦在受影响的电机相的电机线圈处降低了相电压的电压斜率dV/dt，就消除了引起电晕效应的根本原因。

尽管已经公开了各种实施方式，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，可以进行各种改变和修改，这些改变和修改将在不脱离本发明的精神和范围的情况下实现本文公开的概念的一些优点。对于本领域技术人员显而易见的是，可以适当地替换执行相同功能的其他部件。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行结构或逻辑上的改变。应该提到的是，即使在没有明确提及的特征中，参考特定附图解释的特征也可以与其他附图的特征相结合。对总的发明构思的这种修改意在由所附权利要求书及其合法等效物来涵盖。

此外，下面的权利要求据此结合到详细描述中，其中每个权利要求可以作为单独的示例实施方式而独立存在。尽管每个权利要求可以作为单独的示例实施方式而独立存在，但是要注意的是，尽管从属权利要求可以在权利要求中指与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他示例实施方式也可以包括从属权利要求与彼此的从属或独立权利要求的主题的组合。除非指出不意图特定的组合，否则本文提出了这样的组合。此外，意图是将权利要求的特征也包括到任何其他独立权利要求中，即使该权利要求没有直接依赖于该独立权利要求。

还要注意，说明书或权利要求书中公开的方法可以由具有用于执行这些方法的各个动作的装置的设备来实现。例如，可以至少部分地以硬件，软件，固件或其任意组合来实现本公开中描述的技术。例如，所描述的技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实施，包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC或任何其他等效的集成或离散逻辑电路，以及这些组件的任何组合。

此外，应理解，说明书或权利要求书中公开的多个动作或功能的公开可以不被解释为在特定顺序内。因此，多个动作或功能的公开不会将它们限制为特定顺序，除非这些动作或功能由于技术原因不可互换。此外，在一些实施方式中，单个动作可以包括多个子动作或可以分解成多个子动作。除非明确排除，否则这样的子动作可以包括在该单个动作的公开内，并且是该单个动作的公开的一部分。