用于操控逆变器的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于借助于空间矢量调制来操控逆变器(10)、尤其是用于操控电机(14)的方法(60)，其中逆变器(10)具有多个可控开关(S)并且被构造为提供多相电流(IU,IV,IW)，尤其是以便给电机(14)多相地供应电流，其中预先给定参考相角(alpha_R)，其中逆变器(10)被操控为使得开关(S)的多个彼此相继的不同开关状态(V0-V7)被设立为以电流空间矢量(I*)的形式提供所述电流(IU,IV,IW)。在此，逆变器(10)被操控为使得提供具有与参考相角(alpha_R)相偏离的相角(alpha_I)的电流空间矢量(I*)，其中相角(alpha_I)与参考相角(alpha_R)的偏差(delta_I)根据所述开关(S)至少之一的损耗功率(PA,PB,PC)和/或温度(TA,TB,TC)来确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操控逆变器的方法和装置
本专利技术涉及一种用于借助于空间矢量调制来操控逆变器、尤其是用于操控电机的方法，其中逆变器具有多个可控开关并且被构造为提供多相电流，尤其是以便给电机多相地供应电流，其中预先给定参考相角，其中该逆变器被操控为使得开关的多个彼此相继的不同开关状态被设立为以电流空间矢量形式提供电流。本专利技术还涉及一种用于操控逆变器、尤其是用于操控电机的装置，其中逆变器具有多个可控开关，所述开关被连接为根据参考相角提供多相电流、尤其是以便给电机多相地通电，该装置具有控制设备，该控制设备被构造为将逆变器操控为使得逆变器采取开关的多个彼此相继的不同开关状态，以便以电流空间矢量形式提供电流。本专利技术还涉及一种机动车辆驱动系统，该机动车辆驱动系统具有至少一个用于提供操控功率的电机、用于操控电机的逆变器、以及用于操控上述类型的逆变器的装置。
技术介绍
一般而言在旋转电流耗电器的领域中以及尤其是在旋转电流电机的领域中已知不同操控方法。在此，当前通常优选用于操控旋转电流耗电器的空间矢量调制方法。在该操控方法情况下，通过彼此相继地设定八个基本电压矢量来形成空间矢量。为了提供支线电压，该基本电压矢量以脉宽调制的方式被开关，使得生成相应的操控电压。在已知的操控方法中，耗电器借助于具有功率半导体开关的逆变器来操控。用于生成电压空间矢量的八个彼此相继的基本电压矢量的设定通过交替地接通和关断逆变器的确定的功率半导体开关来实现。在空间矢量的旋转速度非常小的情况下或如果旋转电流耗电器是电机，在所操控的电机的转速小的情况下，功率半导体开关中的个别功率半导体开关被非常频繁或非常长时间地开关，并且因此通过非常长时间或非常频繁地流动的电流而被加热载荷。因此，功率半导体开关必须针对非常长的接通时间以及针对非常大的电流来设计，由此逆变器一般而言是技术上耗费的。为了应对功率半导体开关的尤其是热的过载，例如在WO2010/000548A2中提出，让两个无电压地开关的开关状态之一在确定的脉宽调制周期中取消，以便减小功率半导体开关的开关损耗。由于逆变器的各个功率半导体开关的尤其是热的载荷依赖于所提供的电流空间矢量的相角或逆变器的功率半导体开关中的个别功率半导体开关针对所提供的电流空间矢量的确定的相角被不同地加载荷，因此例如在DE10393516T1中提出，在所提供的电流空间矢量的确定角范围中使用确定的零矢量，以便减小功率半导体开关的开关损耗。在此不利的是，在确定的操控情况下、尤其是在电流空间矢量的旋转速度非常小的情况下，功率半导体开关中的个别功率半导体开关被持续地加热载荷，并且因此在确定的情况下，逆变器被不均匀地加载荷并且功率半导体开关中的个别功率半导体开关的过载不能被避免。
技术实现思路
根据本专利技术，因此提供开头所述类型的用于借助于空间矢量调制来操控逆变器的方法，其中逆变器被操控为使得提供具有与参考相角相偏离的相角的电流空间矢量，其中该相角同参考相角的偏差根据所述开关至少之一的损耗功率和/或温度被确定。因此，根据本专利技术还提供开头所述类型的用于操控逆变器的装置，其中控制设备被构造为将逆变器操控为使得提供具有与参考相角相偏离的相角的电流空间矢量，其中该相角与参考相角的偏差基于所述开关至少之一的损耗功率和/或温度被确定。最后，根据本专利技术提供一种机动车辆驱动系统，该机动车辆驱动系统具有至少一个用于提供驱动功率的电机、用于操控电机的逆变器并且具有用于操控上述类型的逆变器的装置。本专利技术的优点通过提供具有与参考相角不同的相角的电流空间矢量，可控开关之一可以在该可控开关尤其是被热过载或者存在过载危险的确定情况下被去载荷，其方式是，提供具有如下相角的电流空间矢量：该相角对过载的可控开关去载荷并且对另一可控开关更强地加载荷。由此，可控开关或逆变器的相的载荷可以被改变并且因此逆变器可以按相均匀地被加载荷。结果，因此也可以针对临界相角提供不使逆变器或逆变器的相单侧地过载的电流空间矢量。因此，可控开关一般而言可以针对较小峰值载荷值来设计，由此逆变器一般而言可以在技术上更低成本和更廉价地制造。另外，通过逆变器的开关或相的更均匀的载荷，逆变器的寿命总体上可以延长。优选地考虑具有所有开关的最大损耗和/或最大温度的两个或三个开关的损耗功率和/或温度。由此可以以简单手段检测并减小开关的载荷的峰值。在此特别优选的是，将偏差设定为使得所述两个或三个开关的最大损耗基本上相等或者彼此最大相差预定义的值。由此可以设定逆变器的开关或相的均匀载荷。此外优选的是，根据损耗功率的改变函数来确定偏差，并且其中该改变函数形成至少一个开关的损耗功率根据相角的偏差的改变。由此可以考虑相角对可控开关的损耗功率以及由此温度的改变的影响，并且有目的地改变相角，以便实现均匀的载荷。此外优选的是，如果所述开关中的一个开关的温度大于另一开关的温度并且改变函数的值小于预定义的值范围，则增大相角，并且其中如果改变函数的值大于预定义的值范围，则减小该偏差，并且其中如果改变函数的值处于预定义的值范围之内，则将该偏差保持恒定。由此，可以快速和精确地匹配被最强地加载荷的可控开关的损耗功率和/或温度，因为不仅考虑损耗功率和/或温度的绝对值，而且也考虑相角对可控开关中的损耗功率的影响。在此特别优选的是，改变函数形成两个开关的损耗功率根据相角的偏差的改变。由此可以附加地考虑相角对所述开关中的两个开关的相对载荷的影响，由此对损耗功率和/或温度的匹配变为特别有效的，并且可以快速和有效地对抗逆变器的不均匀的载荷。在此特别优选的是，如果所述三个开关中的两个开关的温度基本上相等并且改变函数的值小于预定义的值范围，则增大该偏差，并且其中如果改变函数的值大于预定义的值范围，则减小该偏差，并且其中如果改变函数的值处于预定义的值范围之内，则将该偏差保持恒定。由此可以单独地对特殊的温度分布作出反应，由此该方法对于设定逆变器的均匀载荷变为特别有效的。此外优选的是，改变函数形成具有最高温度的开关的损耗功率根据相角的偏差的改变。由此可以特别有效地减少或避免开关之一的峰值载荷。此外优选的是，逆变器还具有多个空转二极管，并且其中相角的偏差还根据所述空转二极管至少之一的损耗功率和/或温度来确定。由此同样可以考虑空转二极管的载荷，由此可以总体上减少空转二极管中的个别空转二极管的载荷并且可以针对较小的峰值载荷来设计空转二极管。特别优选的是，借助于逆变器来操控电机并且其中参考相角根据电机的转子角来确定、尤其是对应于该转子角。由此也可以针对小转速借助于逆变器来操控电机，而不使可控开关中的个别开关过载。因此，总体上可以给逆变器的相或可控开关中的个别开关和/或空转二极管中的个别空转二极管去载荷并且总体上给逆变器更加均匀地加载荷，因为电流相角的偏差或电流相角的改变对可控负载具有更小的作用。能够理解，根据本专利技术的方法的特征、特点和优点也可以相应地适用于或应用于根据本专利技术的装置。附图说明图1以示意性形式示出了用于操控耗电器的逆变器；图2示出了阐述用于操控耗电器的逆变器的空间矢量调制方法的复矢量图；图3以示意性形式示出了用于设定不同电压空间矢量的三个支线电压的变化曲线；图4示出了阐述电机的转子角与用于驱动电机的电流空间矢量之间的关联的复矢量图；图5以示意性形式示出了用于设定电流空间矢本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于借助于空间矢量调制来操控逆变器(10)、尤其是用于操控电机(14)的方法(60)，其中逆变器(10)具有多个可控开关(S)并且被构造为提供多相电流(IU, IV, IW)，尤其是以便给电机(14)多相地供应电流，其中预先给定参考相角(alpha_R)，其中逆变器(10)被操控为使得开关(S)的多个彼此相继的不同开关状态(V0‑V7)被设立为以电流空间矢量(I*)的形式提供所述电流(IU, IV, IW)，其特征在于，逆变器(10)被操控为使得提供具有与参考相角(alpha_R)相偏离的相角(alpha_I)的电流空间矢量(I*)，其中相角(alpha_I)与参考相角(alpha_R)的偏差(delta_I)根据所述开关(S)至少之一的损耗功率(PA, PB, PC)和/或温度(TA, TB, TC)来确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.22 DE 102012210648.01.用于借助于空间矢量调制来操控逆变器(10)的方法(60)，其中逆变器(10)具有多个可控开关(S)并且被构造为提供多相电流(IU,IV,IW)，其中预先给定参考相角(alpha_R)，其中逆变器(10)被操控为使得开关(S)的多个彼此相继的不同开关状态(V0-V7)被设立为以电流空间矢量(I*)的形式提供所述电流(IU,IV,IW)，其特征在于，逆变器(10)被操控为使得提供具有与参考相角(alpha_R)相偏离的相角(alpha_I)的电流空间矢量(I*)，其中相角(alpha_I)与参考相角(alpha_R)的偏差(delta_I)根据所述开关(S)至少之一的损耗功率(PA,PB,PC)和/或温度(TA,TB,TC)来确定。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法用于操控电机(14)，并且其中所述逆变器（10）被构造为以便给电机(14)多相地供应电流。3.根据权利要求2所述的方法，其中考虑具有所有开关(S)的最大损耗和/或最大温度(TA,TB,TC)的两个或三个开关(S)的损耗功率(PA,PB,PC)和/或温度(TA,TB,TC)。4.根据权利要求3所述的方法，其中将偏差(delta_I)设定为使得所述两个或三个开关(S)的最大损耗基本上相等或者彼此最大相差预定义的值。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中根据损耗功率的改变函数(GPS,GPA)来确定偏差(delta_I)，并且其中改变函数(GPS,GPA)形成至少一个开关(S)的损耗功率根据相角(alpha_I)的偏差(delta_I)的改变。6.根据权利要求5所述的方法，其中如果所述开关(S)中的一个开关的温度(TA,TB,TC)大于另一开关(S)的温度(TA,TB,TC)并且改变函数(GPA,GPS)的值小于预定义的值范围(delta_GP)，则增大偏差(delta_I)，并且其中如果改变函数(GPA,GPS)的值大于预定义的值范围(delta_GP)，则减小偏差(delta_I)，并且其中如果改变函数(GPA,GPS)的值处于预定义的值范围(delta_GP)之内，则将偏差(delta_I)保持恒定。7.根据权利要求5所述的方法，其中改变函数(GPA,GPS)形成两个开关(S)的损耗功率根据相角的偏差(delta_I)的改变。8.根据权利要求7所述的方法，其中如果所述三个开关中的两个开关的温度基本上相等并...

【专利技术属性】
技术研发人员：A德弗洛里奥，T默克尔，U舒斯特，M希尔施，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE